科研人員成功合成新型二氧化碳基聚碳酸酯材料

近日，西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院王文珍教授團(tuán)隊(duì)在二氧化碳基聚碳酸酯材料綠色開發(fā)研究中取得新進(jìn)展，開發(fā)出了一系列高效低廉的新型催化劑用于二氧化碳的高效轉(zhuǎn)化，并成功合成了新型二氧化碳基聚碳酸酯材料。相關(guān)研究成果發(fā)表在Chemical Engineering Journal上。

在過去的兩年中，團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一系列高效低廉的新型催化劑用于二氧化碳的高效轉(zhuǎn)化并系統(tǒng)探索了PPC催化反應(yīng)體系的競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同機(jī)制，實(shí)現(xiàn)聚合物的高效可控合成。此外，“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”，團(tuán)隊(duì)以精心的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來制備滿足各種需求的聚碳酸酯高分子材料為主旨，通過在PPC主鏈骨架中設(shè)計(jì)引入第三單體，成功合成了新型具有強(qiáng)阻燃性能的CO2基聚碳酸酯材料。

為了綜合改善傳統(tǒng)的PPC材料高紫外透過率和其鏈段中羰基的存在使其在紫外照射下容易快速老化和降解，而導(dǎo)致的材料壽命短等天然缺陷。西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院王文珍教授團(tuán)隊(duì)以三元共聚改性PPC為思路，將具有生物光活性的第三單體引入到CO2與環(huán)氧化物交替共聚反應(yīng)中，對(duì)CO2基聚碳酸酯進(jìn)行化學(xué)改性。改性后的CO2基聚碳酸酯（PPCB）具有很強(qiáng)的抗紫外線老化能力，在紫外線輻照下能通過電子躍遷產(chǎn)生可作用于病原體的活性氧，促使病原體產(chǎn)生氧化應(yīng)激，導(dǎo)致其失活或死亡，從而賦予材料抗菌特性。該聚合物材料0-50μM的濃度范圍內(nèi)，對(duì)小鼠成纖維細(xì)胞L929表現(xiàn)出極低的細(xì)胞毒性，說明PPCB具有良好的細(xì)胞相容性和較高濃度的安全閾值。這項(xiàng)研究工作可以有效地防止病原體傳播感染并減少對(duì)抗生素的依賴，顯示出了對(duì)可持續(xù)和循環(huán)碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的希望以及應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的病毒感染威脅并保障公眾健康的巨大應(yīng)用潛力。該工作也是首次將可降解的CO2基PPC材料應(yīng)用于高效抗菌、抗紫外、抗老化研究領(lǐng)域，拓展了CO2基聚碳酸酯高分子材料的應(yīng)用范圍。該工作是團(tuán)隊(duì)近期關(guān)于二氧化碳基聚碳酸酯的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與可控合成研究的最新進(jìn)展之一。