应北京大学化学学院吕华研究员的邀请，国际著名高分子材料化学家Karen L. Wooley教授于近日在北京访问。Karen L. Wooley教授在北京大学化学学院作了题为“Functional Polymer Materials Designed for Advanced Applications and Sustainability”的报告。

  在此次报告中，Wooley教授围绕“具有可持续多功能性聚合物材料的设计和应用”，阐述了她的课题组在高分子材料和环境保护化学等领域取得的研究成果。原油在开采、抽取和运输过程中对水环境会产生较大的污染。Wooley教授首先介绍了她课题组通过采用聚合物-无机纳米颗粒杂化材料在原油泄漏处理和回收方面的应用。她们设计合成了聚丙烯酸-聚苯乙烯嵌段共聚物，该聚合物在水中可自组装成颗粒结构，在交联剂作用下，该纳米颗粒可进行交联形成稳定的聚合物纳米颗粒。之后，通过纳米颗粒外层羧基与表面修饰有氨基的磁性氧化铁纳米颗粒反应，得到具有磁响应性的聚合物-无机纳米颗粒杂化材料(MHNs)。只需要通过外加磁场，就可以实现对该杂化材料的回收，回收率高达93%。此外，每毫克该杂化材料可吸附3.5?4.5 mg原油，原油回收率高达90%。（Chem. Mater., 2015, 27, 3775-3782; Mater., 2015, 27, 3775-3782; Soft Matter, 2016, 12(46), 9342-9354）。

  随后，Wooley教授介绍了含氟聚合物-无机纳米颗粒杂化材料(MSCK-F9)在捕获收集持久性污染物全氟辛酸铵（PFOA，具有高的生物蓄积性和毒性，难降解，造成人体的呼吸系统问题）方面的应用。通过将氟类小分子引入杂化材料中，可促进聚合物纳米颗粒的自组装和对溶液中疏水性以及氟类分子的吸附。每毫克该含氟杂化材料可吸附0.35mg PFOA。该体系中，PFOA的负载能力比其他所报道的纳米材料高两个数量级。

  最后，Wooley教授介绍了自己课题组在具有功能性、可持续性以及可降解性聚合物材料领域的研究进展。她首先详细介绍了该类聚合物的设计理念。从可再生天然产物着手，分离得到仿生的有机小分子，进一步修饰后得到可聚合的功能型单体。通过对单体的可控聚合，继而得到目标聚合物，如聚碳酸酯、聚磷酸酯、聚多肽等。该类聚合物在一定条件下，如光照、细菌等作用下可发生降解，从而实现对环境的无害。Wooley教授课题组以木脂素类作为材料来源，对所得到的朴酚和木兰醇进一步修饰，得到可进行后续聚合反应的功能型单体。该功能型单体可通过缩聚，开环聚合反应等得到可降解型聚合物材料。此外，由于单体带有烯烃基团，从而可进一步对所得到的聚合物进行后修饰，拓展了聚合物的种类和应用。此外，Wooley教授又提到自己课题组对糖类分子的修饰，她们首先在糖分子基团上引入可进行开环聚合的环状碳酸酯基团以及烯丙基、炔基等可进行后修饰的官能团。通过开环反应得到糖类分子主链的功能性聚合物。有意思的是，通过对糖类侧基的后修饰，该类聚合物可在水中自组装形成不同的组装形貌，如胶束、囊泡等。（Polym. Chem., 2017, 8, 1699-1707, Nat. Prod. Rev., 2017, 34, 433-459）。

  在演讲过程中，Wooley教授多次提到具有可降解性的环境友好型材料。在高分子材料快速发展的今天，要注意到材料废弃物对环境的污染。Wooley教授的研究以可再生资源作为材料来源，为寻找和发展环境友好型材料提供新的途径。报告结束后，Wooley教授和与会者进行了热烈的讨论。此次报告受到老师和同学们的高度好评。