本網(wǎng)訊 近期，我校林學(xué)與園林學(xué)院蔣峰副教授在生物基彈性體領(lǐng)域取得進(jìn)展，相關(guān)研究發(fā)表了三篇高水平研究論文，其中兩篇發(fā)表于《碳水化合物》（《Carbohydrate Polymers》，中科院一區(qū)TOP，IF=10.723)，另外一篇發(fā)表于《國(guó)際生物大分子》（《International Journal of Biological Macromolecules》，中科院一區(qū)TOP，IF=8.025)。
熱塑性彈性體是一類(lèi)具有優(yōu)異加工性能和延展性的高分子材料，是一種重要的戰(zhàn)略物資，在我們的日常生活中有著極其廣泛的應(yīng)用。面對(duì)國(guó)家的雙碳政策和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大需求，利用可再生原料開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保的生物基彈性體具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義，已經(jīng)成為全球的研究熱點(diǎn)。生物基彈性體的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用不僅可以減少對(duì)石化資源的過(guò)度依賴(lài)，還可以避免環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)熱塑性彈性體行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?；诖?，團(tuán)隊(duì)以甲殼素和纖維素這兩種自然界中含量最為豐富的天然多糖，設(shè)計(jì)了一系列性能優(yōu)異的生物基彈性體材料。
論文1：《通過(guò)接枝聚合和席夫堿化學(xué)構(gòu)筑基于甲殼素、木質(zhì)素和植物油的全生物基可再生彈性體》（Fully biobased sustainable elastomers derived from chitin, lignin, and plant oil via grafting strategy and Schiff-base chemistry）。林學(xué)與園林學(xué)院碩士研究生王志強(qiáng)和唐鵬飛為論文的共同第一作者，蔣峰副教授為論文的通訊作者。該研究以甲殼素、木質(zhì)素和植物油為原料，結(jié)合可控自由基聚合和席夫堿化學(xué)，成功地獲得了力學(xué)性能顯著增強(qiáng)并具有優(yōu)異可再加工性能的全生物基彈性體。通過(guò)結(jié)構(gòu)與性能研究發(fā)現(xiàn)其拉伸強(qiáng)度、延展性、楊氏模量、韌性和彈性在內(nèi)的機(jī)械性能可以通過(guò)化學(xué)組成和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)地調(diào)控和優(yōu)化。該研究可以為高性能生物基彈性體的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供新的方向和思路。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861723000413?via%3Dihub
論文2：《利用可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合制備基于甲殼素的超強(qiáng)可拉伸性能彈性體》（Ultra-stretchable chitin-based branched elastomers with enhanced mechanical properties via RAFT polymerization）。林學(xué)與園林學(xué)院碩士研究生王志強(qiáng)和本科生張露君為論文的共同第一作者，蔣峰副教授和汪鐘凱教授為論文的共同通訊作者。該研究成功地合成了一種基于甲殼素基的新型大分子鏈轉(zhuǎn)移劑，并通過(guò)可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移（RAFT）聚合制備了一系列具有不同甲殼素含量的具有生物基彈性體。由于剛性甲殼素主鏈的存在，這些生物基彈性體擁有獨(dú)特的應(yīng)變-硬化行為。該研究深入探討了支化結(jié)構(gòu)彈性體材料性能優(yōu)于線(xiàn)性彈性體材料的機(jī)理，有助于非線(xiàn)性生物基彈性體材料的高性能化。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861722002855?via%3Dihub
論文3：《結(jié)合纖維素以及植物油構(gòu)筑力學(xué)性能可調(diào)的可再生瓶刷狀彈性體》（Combination of cellulose and plant oil toward sustainable bottlebrush copolymer elastomers with tunable mechanical performance）。林學(xué)與園林學(xué)院碩士研究生虞漢卿和馮家俊為論文的共同第一作者，蔣峰副教授和汪鐘凱教授為論文的共同通訊作者。纖維素作為自然界中儲(chǔ)量最為豐富的天然高分子，具有復(fù)雜的多手性結(jié)構(gòu)、極好的生物相容性和生物可降解性以及分子結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)，可以在化學(xué)改性后作為剛性主鏈構(gòu)筑具有刷狀結(jié)構(gòu)的生物基彈性體。該研究以纖維素作為剛性骨架，而丙烯酸月桂酯和丙烯酰胺的無(wú)規(guī)共聚物作為側(cè)鏈構(gòu)筑了具有優(yōu)異力學(xué)性能的瓶刷狀生物基彈性體。通過(guò)調(diào)控纖維素刷狀彈性體的接枝密度、側(cè)鏈聚合度、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等方式對(duì)性能可以對(duì)其性能進(jìn)一步優(yōu)化以滿(mǎn)足不同的使用需求。這種通用且方便的策略可以促進(jìn)生物基瓶刷狀彈性體的進(jìn)一步發(fā)展。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014181302200873X?via%3Dihub
以上研究成果我校皆為論文的唯一完成單位與通訊作者單位?；诃h(huán)境友好型材料研究前沿和生物基彈性體開(kāi)發(fā)的瓶頸問(wèn)題，用生物質(zhì)資源替代傳統(tǒng)的石化資源構(gòu)筑高性能化生物基彈性體具有重大意義。不僅有助于推動(dòng)植物油脂、甲殼素、纖維素等可再生資源的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化利用，而且可以推動(dòng)新型生物基彈性體材料的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，為生物質(zhì)資源的高值化提供新思路。（一審：胡先業(yè) 二審：夏利明 三審：曹雷）
