2015已经过去了，在过去的一年中，务实的高分子科研界产生了诸多震惊世人的成果，下面我们就简单地来盘点一下。

1.发现聚苯乙烯塑料可被黄粉虫体内微生物降解

这个研究是北航与斯坦福大学的一个合作项目。将聚苯乙烯塑料作为唯一碳源，碳-13同位素示踪实验证明，聚苯乙烯被黄粉虫完全降解矿化为二氧化碳和利用转化为虫体脂肪。而起作用的并不是黄粉虫本身，而是其肠道内的微生物。

黄粉虫

聚苯乙烯是四大通用塑料之一。主链全碳链的结构赋予了其极高的稳定性，因此在自然环境下很难降解，产生了严重的“白色污染”，这个研究为解决废弃塑料污染问题提供了全新的思路。

2. 抑制燃油爆炸的高分子添加剂

飞机一般都需要携带大量的燃料来完成飞行任务。但是燃料多了也就带来的安全隐患。尤其是经历碰撞后，燃油极易形成微小的雾状液滴，从而更易燃烧爆炸。并且以往的空难事故表明，很多的遇难者并不死于空难的撞击，而是死于飞机撞击地面后的火灾与爆炸。

为了减少燃料形成的雾状物就是向里面添加超高分子量（500万以上）的液态高分子，虽然能够有效抑制细小液滴的形成，但是分子链过长容易相互缠绕结块堵塞发动机燃料泵。

所以加州理工学院的Ming-Hsin Wei就想到使用特殊的“智能”型高分子添加剂，它可以依据外部的刺激调整自己的长度。什么意思呢？它使用的是含有特殊端基的聚合物，平时的状态下，高分子自身首尾成环，这种情况下不会堵塞燃料泵，而一旦出现外力碰撞或者高速流动，分子环在剪切力作用下打开，并相依靠端基的互连接成超高分子量的超分子聚合物并发挥其抑制燃料雾化的作用。

下图是在雾化燃烧模拟实验中，普通燃油（上）与含有该添加剂燃油（下）的效果对比照片。

效果对比图

3.γ-丁内酯成功聚合，并且其聚合物可完全循环利用

这是美国科罗拉多州立大学Eugene Y.-X. Chen组的神作。以往认为γ-丁内酯五元环是极其稳定的，所以无法将其开环聚合。但是该组创造性地引入了合适的催化剂与聚合温度控制，成功地将该单体进行开环聚合。

丁内酯开环聚合图

所得的聚合物为脂肪族聚酯，具有非常好的生物相容性与环境友好特性，并且一个非常独特的地方在于，经过热处理后，聚合物完全降解为单体，因此可以完全重复循环利用。非常有希望开发成新的可再生、可回收塑料。

4. 可用于纱窗的除霾材料

斯坦福大学的Yi Cui利用聚丙烯腈（PAN）的电纺织技术制备了一种具有较高透明度的膜材料。在制备工艺上控制其纤维的直径与纤维之间孔洞的大小，可以选择性的让空气透过，而PM2.5等颗粒就被过滤下来。左下图为使用前的电镜图，右下图为使用后电镜图，可以看到有明显的雾霾颗粒吸附。经过定量监测发现，即便经过100小时雾霾环境下使用，除霾效果依然可以在95%以上。

除霾纤维

想象一下，夏天雾霾天气的时候再也不用闷着不开窗了，直接安上这种材料的纱窗，比室内用空气净化器还好使。

当然，目前的一个缺点在于，长时间使用后透明度往往下降，当然如果能开发成不是太贵的耗材，用久了可以换新的，估计大众也愿意使用。

参考文献：

1. Yang, Y.; Yang, J.; Wu, W.; Zhao, J.; Song, Y.; Gao, L.; Yang, R.; Jiang, L., Biodegradation and Mineralization of Polystyrene by Plastic-Eating Mealworms: Part 1. Chemical and Physical Characterization and Isotopic Tests. Environ.sci.technol 2015, 49 (20), 12080-12086.

2. Wei, M.-H.; Li, B.; David, R. L. A.; Jones, S. C.; Sarohia, V.; Schmitigal, J. A.; Kornfield, J. A., Megasupramolecules for safer, cleaner fuel by end association of long telechelic polymers. Science 2015, 350 (6256), 72-75.

3.  Hong, M.; Chen, E. Y. X., Completely recyclable biopolymers with linear and cyclic topologies via ring-opening polymerization of γ-butyrolactone. Nat Chem 2016, 8 (1), 42-49.

4. Liu, C.; Hsu, P. C.; Lee, H. W.; Ye, M.; Zheng, G.; Liu, N.; Li, W.; Cui, Y., Transparent air filter for high-efficiency PM2.5 capture. Nat Commun 2015, 6, 6205.

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官微 化学加 2016-01-06同时发出

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