发布时间:2023-07-19 10:27:52 来源:bandao半岛体育
,经过开展新的资料化学战略将资料的要害功用进行有用提高,使之能在部分工业场景下逐渐代替传统的高黑度、防光与抗氧化资料,来推进军工、信息和大健康范畴的产品升级。近五年以通讯作者身份在Sci. Adv., Chem. Soc. Rev., Adv. Mater.,Macromolecules等干流杂志上宣布论文70余篇,引证超8000次,获批专利13项,其间4项已成功转让。当选《麻省理工科技谈论》 “35岁以下科技立异35人”(MITTR35) 名单,荣获冯新德高分子奖,我国化学会高分子青年学者奖,以及四川和成都青年五四奖章,2022年获国家杰青基金赞助。
遭到黑色素土胞内生物组成进程的启示,李乙文完成了具有类似结构与功用的人工黑色素资料的自动化组成,并用其替代部分传统高黑度、防光和抗氧化资料。李乙文与团队成员运用首创的资料化学战略,完成了对人工黑色素资料黑度等功用的有用提高,使其方针参数满意了工业界相关产品的制作要求,遭到了业界的高度重视。在此根底之上,一方面,李乙文团队与华为协作运用黑色从来替换传统微纳炭黑资料,来研制新一代黑色哑光柔性聚酰亚胺资料,作为手机耐弯折掩盖膜的候选;另一方面,该团队还与伊斯佳、丝域养发等企业协作,运用黑色从来替代传统苯胺类分子和双氧水等致敏物质,开展新一代高效安全的染发产品。该产品能敏捷完成有用染黑,且无致敏行为,有望处理染发范畴多年的痛点。考虑到未来产品升级带来的巨大时机,该团队现已自主规划并在川建设了黑色素原资料出产线,其间一期工程的年产量估计在10吨左右。
大众号继续重视并回忆了2022年李乙文团队在人工黑色素资料和多酚资料化学范畴的研讨成果,供我们学习和沟通。上一年,李乙文团队及其地点实验室在Chemical Society Reviews,Advanced Science以及Advanced Functional Materials等期刊上宣布超越15篇研讨及总述论文。内容如下:
多酚资料是一种可用于生物界面工程的多用途仿生资料。因为活性化学基团的存在,经过规划制备的多酚渠道可展示一系列共同的物理化学性质,并能够经过细胞-资料触摸依赖性相互作用精细地调理细胞活性。更风趣的是,因为其固有的功用特性(例如抗氧化和光热行为),多酚还能够经过不依赖细胞-资料触摸的办法影响细胞行为。因而,全面了解资料特性与希望的生物医学运用之间的联系,以及细胞和分子水平的潜在机制,将有利于发生优化资料规划准则,并加快多酚渠道的实验室到临床的转化。在这篇总述中,四川大学李乙文教授和顾志鹏副研讨员等人首要扼要概述了由周围头绪控制的细胞特征,然后介绍了多酚资料工程战略。随后,还细心评论了细胞-多酚触摸依赖性界面相互作用和触摸无关性相互作用。终究,论述了它们的生物医学运用。
虽然很多的研讨都重视到了智能生物胶,但用于非侵入性或微创手术的内部生物胶的开发仍面对着深入的应战,如安全危险和内部运用缺少深层安排穿透影响等问题。
有鉴于此,四川大学李乙文教授和顾志鹏副研讨员等人经过将邻硝基苯改性的生物聚合物与上转化纳米颗粒(UCNP)集成,开发了一系列智能内部生物胶。在近红外(NIR)光照射下,制备的智能生物胶能够阅历凝胶化进程,这能够进一步在根据多相互作用的干和湿条件下诱导安排之间的强粘附。此外,那些具有更深安排浸透才能的NIR光呼应生物胶显示出杰出的生物相容性、优异的止血功用,以及加快外部和内部创伤愈合的强壮才能。这项作业为微创手术供给了新的东西。
具有按需抗生素开释特性的外表独立智能抗菌涂层在医疗器械、抗生素运送渠道和植入设备中引起了越来越多的重视。虽然智能抗菌涂层的制备战略多种多样,但在通用基材上简略制备具有高抗生素负载功率、可调药物开释曲线和优异抗菌功用的抗菌涂层仍面对许多应战。
为了处理这一问题,四川大学李乙文教授和华东师范大学程义云教授等人报告了一种简略而稳健的制作办法,在植物酶辣根过氧化物酶存鄙人,可经过一锅集成两种天然存在的构建模块(氨基糖苷和原儿茶醛),并在各种基材上制备智能抗菌涂层外表。在一锅反响期间,体系内一起发生的动态亚胺键构成和酶促聚合使得能够容易地制备各种外表无关的智能抗菌涂层,其展示出了包含高药物负载和动态(即pH呼应)特性、可谐和按需抗生素开释行为、,以及在体外和体内的有用抗菌活性等特色。这项作业有望经过仿生整合天然构建模块,为健旺和通用抗菌涂层资料供给新的时机。
具有多重呼应性和特定功用的智能水凝胶一般是根据聚合物制备的,相比之下,假如凝胶资料的构建单元全部是小分子的话,这种凝胶的制备则愈加简洁,而且能够将资料的体系毒性最小化。根据动态共价键的小分子凝胶也具有更丰厚的功用,比方可调控的机械功用,快速的自愈合功用等。可是根据小分子的水凝胶一般需求较高的小分子单体浓度,因而需求开发一种新的多功用适配体作为不同类型小分子构件单元之间的桥梁以构成动态化学键接。
在这个思路的启示下,华东师范大学程义云教授和四川大学李乙文教授协作以醛基苯硼酸(FPBA)为多功用适配体将两种天然存在的小分子妥布霉素(TOB)和单宁酸(TA)整合在一起构成动态共价水凝胶。首要,参加FPBA后,TOB的多种氨基被转化为苯硼酸基团;苯硼酸基团又能与TA的儿茶酚基构成动态共价衔接,终究构成构建单元都是小分子的水凝胶(TBT)。这种水凝胶不只具有多种呼应功用,还具有抗菌活性。
清洁水的缺少现已成为一个全球性的环境问题,限制着公共卫生、经济和可继续性的开展。近年来,天然多酚类物质因其丰厚且可再生的天然资源、高度活性的外表化学和多功用性,展示出了作为各种水修正复合资料和设备的运用远景,也遭到了越来越多的重视。四川大学李乙文教授等人宣布总述,总结了用于水修正的天然多酚基复合资料(如纳米纤维、膜、颗粒和水凝胶)的最新进展和亮点,要点重视其结构和功用特征,以及其多样化的运用,包含膜过滤、太阳能蒸馏、吸附、高档氧化工艺以及消毒。终究,作者还展望了该范畴的未来应战,为天然多酚和其他类型的天然分子在水净化运用中的未来开展供给新的时机。
6. Mater. Horiz.:仿生抗菌光热薄膜,用于安稳、耐久的清洁水修正
跟着现代工业的快速开展和人口的胀大,环境污染现已成为一个日益严峻的全球性问题,其间水污染对人类健康至关重要引起了更多的重视。为了缓解严峻的水资源缺少问题,人们开发了各种办法从污水和海水中获取淡水。太阳能驱动的蒸腾被认为是取得清洁淡水的遍及可继续的办法。可是,海水中微生物的存在或许会引起聚合物光热资料的生物污染和降解,阻塞水的运送通道,导致长时间运用进程中太阳能蒸腾功率下降。
四川大学李乙文教授和徐源廷博士课题组构建了一种由掺杂妥布霉素的聚多巴胺纳米颗粒包裹的纤维素膜设备(PDA/TOB@CA)。该膜不只具有长时间继续的抗生素开释特性,而且具有1.61 kg m-2 h-1的高蒸腾速率和>90%的蒸腾功率。更重要的是,高抗菌活性使PDA/TOB@CA膜具有优异的耐久性,能够安稳重复运用超越20个循环周期,即便在富含微生物的环境中。因而,该项研讨能够为规划和制作经用的抗菌光热资料供给一条新的路途,可用于长时间安稳的清洁水出产。
7. Chem. Mater.:根据天然构建模块的可降解循环太阳能海水淡化膜
太阳能蒸汽发电是获取淡水和缓解缺水问题的一种强有力的环保战略。虽然很多的研讨现已提出了各式各样的蒸汽发生设备,但大多数制作资料一般只适用于单一设备,而且一般很难移除,导致发生很多一次性器材。这或许会引起对总成本问题的严峻忧虑,特别是关于那些具有杂乱且结构杰出的微结构的器材来说。因而,火急需求开发一种巩固且动态的光热涂层,该涂层能够容易地被去除,并在具有安稳光热转化才能的不同设备之间灵敏切换。
四川大学李乙文教授等人报导了一种可降解和可收回的根据金属酚醛树脂的光热涂层,该涂层由两种天然存在的模块[没食子酸(GA)和Fe(III)]拼装而成。作者挑选亲水性聚偏氟乙烯(PVDF)作为基材,与上述涂层构成了) @PVDF膜,可完成1.539 kg m –2 h –1的高蒸腾率,在1次阳光照射下,蒸汽发生功率乃至能够到达90.2%。更重要的是,)涂层能够在酸性条件下快速降解,而收回的PVDF则能够经过)网络进行从头涂装。而从头收回涂装的) @PVDF膜,仍然可在150次降解和从头涂覆循环中保持安稳的蒸汽发生功用。作者信任,这项作业能够为制作用于太阳能蒸汽发电的低成本、可继续和可降解光热涂层供给时机。
作为一种典型的黑色素激起资料,聚多巴胺(PDA)因为其广泛的光谱吸收特性而被广泛运用于光热转化和能量搜集运用,但其在可见光区域的有限吸收严峻阻止了进一步的运用。虽然增强PDA的可见光吸收和光热功用是火急的,但因为PDA内部结构杂乱且无序,因而很难经过结构裁剪战略完成这一方针。
为了处理这个问题,四川大学李乙文教授等人报导了一种触及含氮杂环的简略办法,可用于规划两种新式PDA纳米资料。含氮杂环的引入大大降低了分子链段的最低未占有分子轨迹,然后促进了电子在部分区域的离域。作者经过光谱分析、密度泛函理论核算和分子外表的静电势散布,验证了含氮杂环掺杂PDA的能带隙和激子衰减的改动。因而,这些杂环掺杂的PDA表现出改进的可见光吸收和光热功用,可用于太阳能发电运用。这项作业为仿生光热资料的合理规划和结构取舍供给了新的思路。
9. Macromolecules:分子超极化导向的光热强化类黑色素聚合物
构建供体-受体(D–A)结构是改动部分分子极化率和偶极矩并诱导分子轨迹从头杂交的常见战略,这一战略一起也可导致带隙减小并促进电子搬运。虽然这种战略已成功地运用于具有清晰分子结构的有机光电子,但在具有无序和杂乱结构的聚合物中的运用还适当有限。
四川大学李乙文教授等人运用上述一战略对类黑色素的聚多巴胺(PDA)的光吸收和光热行为完成了控制。聚多巴胺是一种典型的富含电子的分子体系,其经过共价衔接强受体单元三氯异氰尿酸来构建D–A对。这种规划能够经过轨迹再杂交来减小带隙并改进光学吸收,具体的光谱分析和模拟核算均成功地验证了这一点。更重要的是,由此发生的明显光热功用在光热Marangoni致动器和太阳能发电方面均展示出了巨大的运用潜力,也为黑色素微观结构的合理规划供给了新的思路。
2008年在我国科学技术大学取得学士学位(导师:徐铜文教授),从事树形大分子的主客体化学研讨作业;2013年在美国阿克伦大学取得博士学位(导师:程正迪教授),从事巨型分子凝聚态结构的解析作业;2013年至2016年在美国加州大学圣地亚哥分校从事博士后研讨(协作导师:Nathan Gianneschi教授),从事蛋白/核酸生物资料的研制作业。2016起,参加四川大学高分子科学与工程学院/高分子资料工程国家要点实验室担任教授、博士生导师。
现任高分子资料系副主任,高分子资料工程国家要点实验室固定人员, 国家杰出青年基金取得者以及国家“海外高层次人才引入方案”当选者,现任我国青年科技作业者协会理事会理事,我国化学会高分子学科委员会委员,我国化学会运用化学学科委员会委员,国家药监局化妆品人体点评和大数据要点实验室学术委员,以及Macromol. Rapid Commun., Giant,高分子通报,我国化学快报,高等学校化学学报(两刊)等多个杂志的编委。
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