二氧化碳刺激回響高分子體系的構築與功能研究

《二氧化碳刺激回響高分子體系的構築與功能研究》是依託清華大學，由袁金穎擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：二氧化碳刺激回響高分子體系的構築與功能研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：袁金穎
• 項目類別：面上項目

項目摘要

本項目致力於含二氧化碳刺激回響鏈段的嵌段共聚物、梳形共聚物的可控合成、組裝形貌調控與功能調控研究。包括構築多種二氧化碳回響的聚合物組裝體，研究其在二氧化碳氛圍內的形貌轉變，進行生物模擬，探索仿生組裝體形貌轉變規律，運用氣體可逆調控聚合物形貌；使用二氧化碳氣體驅動高分子膜透過率改變，模擬細胞體行為和功能，構築具有二氧化碳回響的仿生大分子納米分離器和納米反應器；構築具有二氧化碳回響納米通道的膜材料；構築通過二氧化碳進行尺寸調控和功能材料釋放的水凝膠。 開拓較新的刺激回響調控方式- - 氣體調控，闡明胺、脒、胍等二氧化碳刺激回響基元在回響模式、回響程度上的規律，實現刺激回響的敏感性、高效性，解決合成方法簡易性、實用性問題。通過氣體調控納米粒子、蛋白、功能分子的分離、釋放、參與反應，調控手段簡單，控制過程清潔快速。本項目將建立構築二氧化碳刺激回響聚合物體系的有效方法，具有重要科學意義和寬廣套用前景。

結題摘要

刺激回響性聚合物能夠隨環境中微小的物理條件或化學條件的改變而引起自身性質變化。近年來這類智慧型材料被廣泛用於構築納米組裝體、凝膠等，進而在藥物可控釋放、組織工程、自修復材料等領域展示了很大的套用價值。然而對於pH值、離子、氧化還原和酶等幾類傳統刺激模式，實現過程中需要反覆向聚合物溶液中加入刺激源，可能造成副產物的累積和對系統不必要的污染。CO2在自然界大量存在，是機體與外界環境物質和能量交換過程中的重要代謝產物，氣體本身具有很好的生物相容性和膜穿透性。將CO2作為刺激源，能夠特異性改變聚合物的結構和性質，同時能夠被惰性氣體排出體系，整個過程中不產生任何副產物的累積，大大提升了其作為一類調控手段在人體內或工業領域套用時的可操作性和相容性。本項目致力於含二氧化碳刺激回響鏈段的嵌段共聚物、梳形共聚物的可控合成、組裝形貌調控與功能調控研究。包括構築多種二氧化碳回響的聚合物組裝體，研究其在二氧化碳氛圍內的形貌轉變，進行生物模擬，探索仿生組裝體形貌轉變規律，運用氣體可逆調控聚合物形貌；使用二氧化碳氣體驅動高分子膜透過率改變，模擬細胞體行為和功能，構築具有二氧化碳回響的仿生大分子納米分離器和納米反應器；構築通過二氧化碳刺激回響調控的納米纖維膜材料；構築通過二氧化碳進行尺寸調控和功能材料釋放的水凝膠。本項目開拓了較新的刺激回響調控方式——氣體調控，實現了刺激回響的敏感性、高效性，解決了合成方法簡易性、實用性問題，建立了構築二氧化碳刺激回響聚合物體系的有效方法，具有重要科學意義和寬廣套用前景。本項目標註基金資助的已發表SCI收錄論文22篇,包括發表在Angew. Chem. Int. Ed. 的2篇，Macromolecules上的5篇；獲得授權的中國發明專利2項。培養博士生6名，碩士生4名，博士後1人。