现代高分子材料发展前沿
高分子化学技术的现状及发展

高分子化学技术的现状及发展随着科技的不断进步,高分子化学技术已经成为当今工业界的重要一员。
它可以广泛应用于各个领域,如医疗、电子、建筑、能源等。
本文将探讨高分子化学技术的现状及未来的发展方向。
一、高分子化学技术的定义及应用高分子化学技术是指通过聚合反应所形成的高分子化合物的制备工艺。
它可以用于催化、溶剂、解离等多种反应中。
高分子化合物是由多个单元结构通过化学键相连接而成的大分子链。
这些大分子链可以形成有机聚合物或无机聚合物。
高分子化合物的性质在很大程度上取决于它的化学组成和大分子链的结构。
高分子化学技术广泛应用于各个领域。
例如,在医疗领域中,高分子化合物可以作为药物输送系统、组织工程、生物传感器等。
在电子领域中,高分子化合物可以作为电光材料、可控压电材料等。
在建筑领域中,高分子材料可以用于水泥增强、路面防滑等。
在能源领域中,高分子材料可以用于太阳能电池、燃料电池等。
二、高分子化学技术的现状目前,高分子化学技术已经成为世界各国工业界的重要部分。
在化工工业中,高分子化学技术已经形成了一个成套的技术体系。
从单体制备到聚合反应,再到高分子化合物的加工、改性和性能测试等环节,高分子化学技术几乎覆盖了化学工业的各个环节。
在高分子材料的制备和改性方面,不断涌现出新的技术。
例如,应用插层剂在高分子材料中形成纳米复合材料,可以大大提高其物理机械性能。
应用改性剂可以改善高分子材料的热稳定性、耐候性、阻燃性等,使其更具应用价值。
另外,随着人们对环境友好型材料要求的提高,绿色高分子材料开始受到人们的关注。
很多科学家正致力于开发生物可降解高分子材料、绿色高分子涂料、可生物吸收的高分子材料等,以满足消费者对环境友好型材料的要求。
三、高分子化学技术的未来发展随着技术的不断进步和新材料的不断发明,高分子化学技术面临着新的发展机遇和挑战。
我们可以预见,未来高分子化学技术可能在以下几个方面得到进一步发展:1. 复合材料在高分子化学技术领域,复合材料可能会成为未来的热点。
高分子光电材料

高分子光电材料随着科技的不断发展,光电材料在现代社会中扮演着越来越重要的角色。
其中,高分子光电材料作为一种新兴的材料,具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。
本文将从高分子光电材料的定义、特点、应用和发展趋势等方面,对其进行详细的介绍和分析。
高分子光电材料是指由高分子化合物构成的具有光电功能的材料。
与传统的无机光电材料相比,高分子光电材料具有许多独特的优势。
首先,高分子材料具有较低的制备成本和较高的可塑性,可以通过调控分子结构和掺杂等方式来改变其光电性能。
其次,高分子材料具有较好的光学透明性和电学特性,可以用于制备光电器件,如太阳能电池、光纤通信器件等。
此外,高分子材料还具有良好的化学稳定性和机械强度,能够满足不同领域对材料性能的要求。
高分子光电材料具有广泛的应用领域。
首先,在能源领域,高分子太阳能电池是目前研究的热点之一。
通过将高分子材料与半导体材料结合,可以有效地转化太阳能为电能,具有可再生能源的特点。
其次,在光通信领域,高分子光波导材料被广泛应用于光纤通信器件的制备中。
高分子光波导材料具有较低的传输损耗和较高的折射率,可以实现光信号的高效传输。
此外,高分子光电材料还可以应用于显示器件、光传感器、光催化等领域,为现代科技的发展提供了强有力的支持。
高分子光电材料的发展趋势主要表现在以下几个方面。
首先,高分子材料的合成方法不断创新,如原子转移自由基聚合、可控自由基聚合等新型合成方法的应用,使得高分子光电材料的性能得到了进一步提升。
其次,高分子材料的功能化改性成为研究的重点。
通过在高分子材料中引入不同的官能团或掺杂杂原子,可以调控材料的光学、电学和热学性能,实现多功能化应用。
此外,高分子材料的组装和结构调控也成为研究的热点。
通过调控高分子材料的组装方式和结构形貌,可以实现材料性能的精确调控,提高光电器件的性能和稳定性。
高分子光电材料作为一种新兴的材料,在能源、通信、显示等领域具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步和人们对新材料的需求,高分子光电材料的研究和应用将会得到进一步的推广和发展。
新型功能高分子材料的研究及应用

新型功能高分子材料的研究及应用随着科技的不断发展,新型功能高分子材料在现代化的生产生活中,发挥着越来越重要的作用。
这些材料不仅具有传统材料所具备的力学性能、导热性能、耐腐蚀性能,同时还具备了更为丰富的功能特性,比如美观度高、高温稳定性强、高机械强度、质轻等等,因此广泛应用于汽车、建筑、电子、医疗等领域。
本文将重点探讨新型功能高分子材料的研究和应用。
一、新型功能高分子材料的研究成果1. 纳米复合材料纳米复合材料是当今新型功能高分子材料的研究热点。
它是通过将纳米材料与高分子基质完美的结合而得到的一种新型的材料。
这种材料不仅具备了纳米材料所具备的奇特性质,如表面积大、化学反应活性强等,同时还具备了高分子材料的韧性、延展性、节能性、阻燃性能和抗紫外线性能等功能,展现出了很强的应用潜力。
纳米复合材料在汽车、电子、建筑、医疗等领域中有广泛的应用。
2. 可降解聚合物可降解聚合物受到广泛关注,因为它们可以被生物体通过代谢逐渐降解,而不会对环境造成污染。
它们被广泛用于医疗、食品和包装等领域。
例如,一些医疗器械就需要可降解聚合物来保证其生物相容性。
另外,可降解聚合物还具有良好的可塑性和加工性,可用于制作一次性餐具、购物袋、农业覆膜等生活必需品。
3. 氟聚合物氟聚合物具有高温稳定性,抗腐蚀性,低摩擦系数,高绝缘强度等特点,因此这种新型高分子材料被广泛应用于航空、电子、通信等领域。
例如,氟聚合物制成的电缆套管能够承受高温高压环境,用于电力设备和电子器件中能够提供优异的防护性能。
4. 环保型高分子材料环保型高分子材料是指那些低能、低污染、低排放、循环利用率高的高分子材料。
它们不仅具备高分子材料的优点,同时还具备低能耗、低污染、可循环利用等特点。
它们被广泛应用于环保、新能源、低碳经济等领域。
例如生物降解聚合物材料能够有效降低能耗,并通过提高大气质量、降低废弃物产生量、减少废物处理等特点来保护环境。
二、新型功能高分子材料的应用领域1. 汽车领域在汽车应用中,新型功能高分子材料主要用于车身结构件、内饰件、导热材料、减震材料等方面。
高分子材料的研发与应用

高分子材料的研发与应用一、引言在当今社会,高分子材料广泛应用于生活的方方面面。
无论是塑料袋、电线电缆,还是车辆、航空飞行器,高分子材料都扮演着非常重要的角色。
高分子材料的研发和应用的快速发展,奠定了一种更加现代化、环保、智能化和高效率的生活方式。
二、高分子材料研发现状高分子材料研发是一门比较综合的学科,它整合了物理学、化学和材料学等多方面的知识,以及实验室研究和数字模拟两种手段。
在高分子材料研发领域,最重要的一步是合成不同的高分子材料。
在这个过程中,需要进行大量的反应、操作和分析实验,来评估其特性和对应的技术指标。
其中,分子结构的设计、材料合成和性能改良是研究人员们致力于解决的重要问题。
近年来,还出现了比较先进的计算模型用于预测高分子材料的性能,例如声明式程序的策略研发技术。
主要利用大量的数据,通过一些特殊的算法,构建出高效的预测模型,即可辅助设计优良的高分子材料。
三、高分子材料的应用领域高分子材料的应用领域广泛,可分为以下几个方面。
1.包装行业:高分子材料在市场上占据着非常重要的地位,尤其是在塑料包装行业。
它能够满足各种形状和类型的包装需求,为产品的保护提供强有力的保障。
高分子材料还能制成薄膜袋,方便消费者在购物时使用,减少了大量的消费者浪费。
2.航空、汽车工业:高分子材料在航空和汽车工业中的应用越来越广泛,它们拥有轻质、强度高、耐磨、防腐、隔热和防噪音等优点。
比如,它们可以用于航空飞行器的制造,提高飞行器的动力和航行效率;同时,它们还可以用于汽车制造,提高汽车的安全性、燃油效率和性能。
3.家居建材:高分子材料在家居建材中也得到了广泛的应用。
比如,制造聚氨酯发泡材料的床垫,它们能够支撑人体,舒适度高;还有用于建筑外墙的保温材料,这种材料有效的保持了室内温度,降低了空调使用成本。
4.电力设备:高分子材料在电力设备中的应用也非常广泛,比如,用于电线电缆的绝缘和保护。
高分子材料的绝缘性好,且材料本身耐火,对于电线电缆的长期维护和使用造成了很好的保障。
高分子材料与化学工程

高分子材料与化学工程高分子材料与化学工程是现代化学领域中非常重要且广泛的研究领域。
高分子材料是由大量重复单元构成的长链状结构,具有许多优异的力学、热学和电学性质,因此在工程应用中具有广泛的用途。
本文将探讨高分子材料的基本概念、合成方法以及其在化学工程中的应用。
1. 高分子材料的基本概念高分子材料是一种由不同单体通过聚合反应构成的巨大分子。
根据其重复单元的排列方式,可将高分子材料分为线性高分子、支化高分子和交联高分子。
线性高分子是由相同单体按照直线排列形成的长链状结构,具有良好的延展性和可塑性。
支化高分子是由一个或多个支链与线性链相连的结构,使得材料更加稳定且具有更高的分子量。
交联高分子是通过交联反应使得高分子材料形成三维网络结构,具有优异的耐热性和力学性能。
2. 高分子材料的合成方法高分子材料的合成方法主要有聚合反应和共聚方法。
聚合反应是将单体在特定的条件下进行自由基聚合或离子聚合反应,使得单体分子通过化学键结合形成长链状结构。
共聚方法是将不同的单体在一定的条件下进行聚合反应,形成具有不同性质的高分子材料。
3. 高分子材料在化学工程中的应用高分子材料在化学工程中有广泛的应用,包括塑料制品、橡胶制品、纤维材料和涂料等领域。
塑料制品广泛用于日常生活中的各种用品和包装材料,如食品包装袋、塑料瓶等。
橡胶制品主要应用于汽车轮胎、密封件和橡胶管等领域。
纤维材料主要用于纺织工业,如服装、家居用品和工业纱线等。
涂料是一种涂覆于物体表面形成保护膜的材料,具有防潮、防腐和美化等功能。
4. 高分子材料在能源领域中的应用高分子材料在能源领域中也发挥着重要作用。
例如,聚合物电池是一种将导电性高分子材料作为电极材料,通过离子传输反应来释放或存储能量的装置。
聚合物太阳能电池则利用具有半导体性质的聚合物吸收光能并将其转化为电能,具有清洁、可再生的优点。
5. 高分子材料的发展趋势随着科技的不断进步和社会的发展,高分子材料的应用前景越来越广阔。
国内外高分子材料发展概况与趋势课件

3.2.5 生物医学高分子材料:
人工脏器材料(人工心脏、人工肾、人 工肺、人工骨、人造关节、人工血管……);
医用导管及其他医疗卫生用品;
高分子药物: 长效、缓释、靶向、治癌
3.2.6 功能涂料:
装饰、保护和特殊功能相结合,如导电、
阻尼、阻燃防火、隔热、示温、防辐射、微
波吸收、防水、自洁性、杀虫、空气净化、
生物技术: 人工脏器; 医用导管与介入疗法; 高分子药物: 长效、缓释、靶向;
航空航天: 卫星与火箭外壳(碳纤维复合材 料); 挑战者号航天飞船失事;
新能源: 新型电池(锂离子电池、燃料电池); LED灯;风力发电.
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3.世界高分子材料工业的发展动向
3.1 高性能化
80年代以来,由于新的工业化大品种聚 合物几乎未再出现, 通过各种改性手段实现 现有高分子材料及其制品的高性能化成为当 前高分子材料的重要发展趋势。
主要品种: 碳纤维、聚芳酰胺(芳纶)纤维、
聚芳酯纤维、超高分子量聚乙烯纤维
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3.2 功能化
随着高新技术的发展, 各种功能化高分子材 料及其制品的应用越来越广泛, 品种越来越多, 要求越来越高, 市场需求量越来越大, 从而为高 分子材料产业提供了许多新的发展机遇。
功能高分子材料已经或正在形成新的产业, 成为高分子材料产业中最有发展前景的新的增长 点。
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3.2.1 电子电器用高分子材料: 覆铜板(线路板) 感光高分子材料
随着集成电路的集成化程度的不断提高, 对 印刷电路感光高分子材料的要求越来越高。 硅橡胶按键 磁性高分子材料:
由高分子材料与磁性粉末复合而成。可 记录声、光、电等信息, 并有重放功能, 广 14
3.2.2 导电和光电高分子材料: 导电聚合物不仅是高分子领域的重大发现 (2000年诺贝尔化学奖),而且对电子信息和其 他有关领域正在产生革命性的影响,正在形成21 世纪的新兴产业。 高分子电致发光材料: 可用作平面显示器和 平面光源,正在实现产业化。 聚合物太阳能电池: 效率已达3%,成本低。
新型功能性高分子材料的合成

新型功能性高分子材料的合成随着科技的不断进步,新型材料的研究和应用已经成为了科学家们日夜探索的领域之一。
在这其中,功能性高分子材料的研究已经成为了最受关注的领域之一。
而新型功能性高分子材料的合成,也成为了现代科技发展的前沿研究之一。
一、功能性高分子材料功能性高分子材料是指在高分子基础上,引入特定的功能基团,从而造成了高分子材料物理、化学性质的变化,增加了材料的特殊性能。
常常用于精细化工、纳米技术、生物技术等领域,例如电介质材料、电磁波屏蔽材料、生物医用材料等。
近年来,随着新材料的不断涌现,功能性高分子材料的研发已经成为了制约发展的瓶颈,因此许多科学家们竭尽全力开发出高性能、多功能的高分子材料。
二、新型功能性高分子材料的合成,主要是通过改变高分子的化学结构和物理性质,从而引入新的功能性基团,例如金属离子、羟基等。
这种方式通常是通过聚合反应来实现的,而且主要有下面几种常用的方式:1、自由基聚合反应自由基聚合反应是基于自由基聚合机制,通过引入自由基础团,从而实现功能基团的引入。
例如,通过将甲基丙烯酸甲酯引入聚苯乙烯中,从而形成了具有亲水性的羟基官能团,进而使高分子材料具有亲水性能。
2、离子聚合反应离子聚合反应属于两种不同离子之间通过电荷吸引作用形成的化学键机制,其官能基主要来自于双官能基单体的引入。
例如,通过在聚乙烯中引入羧基基团和苯乙烯基团,得到了聚乙烯-甲基丙烯酸酯-苯乙烯三元聚合物。
3、环氧树脂改性环氧树脂通常是具有良好物理性质和化学稳定性的高分子材料,可以通过改性引入新的官能基团,从而赋予材料新的功能性。
例如,通过将环氧树脂和聚乙二醇共聚,得到一种具有良好生物相容性的聚合物。
三、应用新型功能性高分子材料的合成在各领域应用广泛。
例如,在生物医用领域中,通过改性得到的聚合物可以用于制备假体、膜材料等,提高了材料的生物相容性;在精细化工领域,通过环氧树脂的改性,可以用于涂料等的制备;在电子材料领域中,通过功能性基团的引入,可以制备电介质材料等。
高分子材料的发展历程与未来发展趋势------高材

高分子材料的发展历程与未来发展趋势摘要:高分子材料相对于传统材料如玻璃、陶瓷、水泥、金属而言是后起的材料,但其发展的速度及应用的广泛性却大大超过了传统材料,在当今世界乃至未来的世纪都充当着举足重轻的角色,已成为工业、农业、国防和科技等领域的重要材料,尤其是在开发新型替代能源、节约资源和保护生态环境方面更是发挥着不可替代的作用。
新时代的高分子材料已成为现代工程材料的主要支柱,与信息技术、生物技术一起,推动着社会的进步。
关键词:高分子材料发展材料是人类用来制造各种产品的物质,是人类生活和生产的物质基础,它先于人类存在,人类社会一开始就与材料结下不解之缘。
目前,材料已与能源、信息并列成为现代科学的三大支柱,一个国家材料的品种和产量是直接衡量其科学技术、经济发展和人民生活水平的重要标志,也是一个时代的标志。
一、高分子材料的发展历程事实上,高分子材料的历史比我们想象的还要久远。
从远古时期,人类就开始使用如皮毛、棉花、木材等天然高分子材料。
1.塑料我们熟知的琥珀其实是天然树脂的化石,在20世纪前,人类尝试过用天然树脂如虫胶做绝缘漆。
随着时代的发展,人们逐渐发明了合成树脂,例如酚醛树脂等。
人们以合成树脂为基础,再加入塑料辅助剂制得塑料。
至今,塑料的品种已有几十种,已成为生产、生活及国防建设的基础材料。
2.橡胶最初橡胶工业使用的橡胶全是天然橡胶,它主要是从生长在热带雨区的巴西橡胶树中采集出来的一种高弹性材料,但受温度的影响很大,用途很少。
二战期间,军需的激增刺激了橡胶工业的发展,人们研究了合成橡胶,发展了合成橡胶工业3.纤维纤维是一类发展比较早的高分子化合物,如棉花、麻、蚕丝等。
19世纪起,人们逐渐开始寻求新的纺织品原料。
硝化纤维、铜氨纤维、醋酸纤维、粘胶纤维等19世纪兴起的纤维并不代表着严格的合成纤维,直到1928年卡罗塞斯合成聚酰胺-66(即尼龙),合成纤维才算真正开始面世。
至今,合成纤维以其高强度、耐高温、轻质量、电绝缘性好等特点发展迅速,用于纺织工业、国防工业、航空航天、交通运输、医疗卫生、通信联络等各个重要领域。
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高分子材料的发展前沿综述近年世界高分子科学在诸多领域取得重要进展,主要是控制聚合、超分子聚合物、聚合物纳米微结构、高通量筛选高分子合成技术、超支化高分子、光电活性高分子等方面。
1 高分子合成化学高分子合成化学研究从单体合成开始,研究高分子合成化学中最基本问题,探索新的催化剂体系、精确控制聚合方法、反应机理以及反应历程对产物聚集态的影响规律等,高分子合成化学基础研究具有双重作用,一是运用已有合成方法研究聚合物结构调控;二是设计新的合成方法,获得新颖聚合物。
20世纪90年代以来在高分子合成化学领域中,前沿领域是可控聚合反应,包括立构控制,相对分子质量分布控制,构筑控制、序列分布控制等。
其中,活性自由基聚合和迭代合成化学研究最为活跃。
活性自由基聚合取得了许多重要的成果,但还存在一些问题。
活性自由基的发展前景,特别是工业应用前景以及未来研究工作趋势是令人关心的问题。
对于活性自由基聚合反应机理的深入研究、在较低的温度下能快速进行聚合的研究是目前受到关注的研究方向。
迭代合成化学是唯一可用来制备多肽、核酸、聚多糖等生物高分子和具有精确序列、单分散非生物活性高分子齐聚物的方法。
树枝状超支化高分子的合成就是此合成策略的成功应用例证之一,是过去10年高分子合成中最具影响力的发展方向。
树枝状超支化聚合物由于其独特球形分子形状,分子尺寸,支化图形和表面功能性赋予它不同于线型聚合物的化学和物理性质。
高分子合成化学发展需注意以下几点:(1)与无机化学、配位化学、有机化学等的融合与渗透,吸取这些学科领域的研究成果开发新的引发/催化体系,这是合成化学的核心,是高分子合成化学与聚合方法原始创新发展的关键。
对于传统的工业化单体,需要利用新型引发/催化体系和相应聚合方法,研究开发合成新的微观结构的聚合物新材料。
(2)与有机合成化学和高分子化学紧密结合,将有机合成化学的先进技术“嫁接”到高分子合成化学中,研发高分子合成的新方法,实现高分子合成的可设计化、定向化和控制化,这里包括通过非共价键的分子间作用力结合来“合成”超分子体系。
(3)在大分子工程方面,不仅要达到控制聚合物的分子量与分子量分布,而且要开发设计合成多种拓扑结构的聚合物链(如超支化聚合物、星型多臂嵌段共聚物、树枝状聚合物、浓密刷型聚合物等)的新合成技术。
国家自然科学基金鼓励并支持从事高分子合成化学基础研究的课题,将注意各分支学科的平衡协调发展,对暂时冷门的研究方向,将予以持续资助。
目前,我国在负离子聚合、正离子聚合和偶联聚合等方面的研究需要吸引中青年研究人员加入。
同时在高分子合成化学领域近期应关注以下几个方向:(1)、新的聚合反应和新的聚合方法特别是酶催化聚合和微生物聚合等;(2)、功能性高分子合成;(3)、高分子链结构的设计和控制合成;新型超支化聚合物的合成;新型树形大分子的合成;树枝化聚合物的合成;聚合物分子刷的合成;新型多肽的化学合成等;(4)、借助分子间弱相互作用及特殊识别作用组装合成新型聚合物;(5)、聚合反应机理方面的研究;(6)、通过量子化学计算和计算机模拟准确预测聚合物结构与性能之间关系;指导分子设计和高分子合成。
国际上重要的高分子合成进展有:可控自由基聚合和活性配位聚合又有许多新进展。
Fujita等[4]报道了配位聚合方法乙烯的活性聚合。
聚合温度25~50℃,分子量分布很窄(1.05~1.19),分子量可高达40万,催化活性很高(20000 min-1atm-1)。
Marks[5]以有机钛化合物催化苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚,获得双全同无规共聚物,在此催化剂作用下,苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的均聚反应生成间规均聚物。
将组合化学研究方法发展运用到高分子合成的催化体系高通量筛选方法研究只有三、四年的时间,但发展很快。
许多学术研究小组、研究中心和工业界实验室都开始进行研究。
几乎每个月都有相关的学术会议。
“Macromol Rapid Commun”已分别于2003年第1期和2004年第1期出版了两期专集,前者只有15篇论文,后者升至45篇,有望改变传统研究方式和速度。
我国高分子学术界和工业界尚未对此领域给予充分重视。
高度支化的聚合物是具有前沿性并具有潜力的研究方向。
2003年含超支化聚合物一词的论文有302篇,2004年含树枝状聚合物一词的论文有450篇,呈现出非常活跃的景象。
Percec[6]提出了一种合成新概念TERMINI-TerminatorMultifunctinal Initiator,即被保护的多功能团化合物,它能够定量和不可逆的中断活性聚合或链式有机反应,去除保护基团后,其活性官能团能100%再引发活性聚合,再引发过程中,TERMINI重复单元新产生一个支化点。
利用这种方法与活性自由基聚合相结合发展了一种全新的收敛法合成超支化聚合物的方法。
Britz等[7]利用碳纳米管作为受限反应器,将环氧化富勒烯灌装到单臂碳纳米管中,然后引发环氧化富勒烯开环聚合形成线形聚合物,获得了用其他方法难以制备的聚合物,为在受限空间进行可控高分子合成开辟了新途径。
2 高分子科学与生命科学的交叉研究国际发展态势表明:众多高分子背景学者的研究方向开始集中在与生命科学相关的高分子研究方面,对生物高分子、医用高分子、生物大分子体系理论计算模拟、高分子科学中的生物技术和大分子化学生物学等相关研究前沿的科学问题是近期需给予重点关注的方向,从美国化学会年会的论文就可反映这一点。
高分子科学是研究分子量在数千至数百万甚至数千万大分子合成、结构与性能的学科,而生命科学中的核心物质DNA、多肽、蛋白质,聚多糖等都是分子量很高的大分子,属于高分子科学研究的对象,而由这些生物大分子构成的细胞又构成了生命。
因此,高分子科学与生命科学存在着不可分割的联系和许多有待进行学科交叉研究的前沿问题。
主要有以下3个层面的交叉点:(1)、在DNA、蛋白、多糖、高分子药物及诊断试剂等研究方面存在着分子水平层面的交叉点;(2)、高分子科学在小尺寸药物传输系统、单层、双层和多层高分子膜和生物传感的研究方面存在着细胞层面上的交叉;(3)、高分子科学在软组织或骨组织工程在人体组织和生命层面上有着很好的交叉点。
过去高分子科学向生命科学和现代医学领域的渗透给现代生物医学带来的巨大变化。
就高分子科学与生命科学交叉的研究领域而言,以前的研究主要集中在用传统高分子材料制备生物医用材料,如组织工程的支架、人造器官、药物传输载体等高分子。
在药物学领域,高分子药物控释技术几乎从根本上改变了传统的给药概念和模式,成为药物治疗科学中的一个里程碑。
在医用高分子方面,由于植入体内高分子的应用,对提高医疗水平,改善人类生活质量、减轻疾病对人们健康的影响,均起了重要作用。
近年来,国际上此领域的研究蓬勃发展,出现了许多新的研究热点并孕育着新的突破。
在用于药物控制释放高分子研究领域,高分子-药物、高分子-蛋白质结合体、高分子-基因聚络物和高分子微胶束等涉及生物高分子药物的研究方向已成为高分子科学研究者进入现代生物医学领域的切入点。
体现了生物大分子与合成高分子相互融合,传统高分子科学与现代生命科学相互融合。
总之,从高分子分子设计、高分子结构,到高分子凝聚态、高分子组装;从分子运动到生物屏障的跨越;从分子间相互作用到载药系统与生命系统间的相互作用等方面的研究,高分子科学都发挥出越来越重要的作用。
高分子科学工作者应抓住际遇,与生命科学与技术、纳米科学与技术和生物纳米技术相结合,为高分子学科的发展,为国家社会与经济的发展做出贡献。
高分子科学研究者除了继续重视生物医用高分子研究之外,还须通过运用高分子科学研究特长和知识,从分子水平研究生物大分子结构、相互作用等,为研究生物大分子在生命体系中生命过程做出应有的贡献。
通过研究高分子组装和高级有序结构构筑、手性高分子、配位高分子以及受生物启发或模拟生物体系高分子的研究,在高分子科学与生命科学之间架起跨接的桥梁。
今后在高分子科学与生命科学交叉研究中应重视下列领域的研究:(1)、组织工程研究中支架高分子的仿生微观结构和高分子的生物降解性,特别是可诱导细胞与组织生长、降解速度可控的高分子;(2)、利用生物学原理将蛋白质、细胞生长因子、酶及多肽等生物活性物质固定在生物医用高分子等医用材料的表面,通过表面修饰构建第三代的生物活性医用植入或介入诊疗高分子等;研究具有优异抗凝血性、生物相容性及抗菌性的高分子;(3)、用于基因治疗的高分子药物控释体系,特别需重视非病毒高分子基因载体,大分子蛋白类药物释放载体以及靶向性和释放速度可控性;(4)、运用生物技术发展高分子合成方法也是国际上非常重视的研究方向;开展酶催化聚合、微生物法合成聚羟基烷酸酯等生物医学高分子;(5)、大分子化学生物学:运用高分子科学的原理与方法以研究和揭示与生物大分子相关的生命运动的化学本质,研究生物大分子的结构与其生物活性的关系;研究生物体内的蛋白质-蛋白质、多(寡)糖-蛋白质等相互作用、研究分子识别;(6)、非生物活性与生物功能大分子的自组装过程与超分子结构的深入研究对加深蛋白质等重要生物大分子的结构与功能的关系的理解,以天然蛋白如胶原蛋白、弹性蛋白、蚕丝蛋白、蜘蛛蛋白等为例,揭示生物大分子自组装原理、结构及其生物学效应;推动大分子分子(簇)器件与高性能仿生高分子材料的发展;(7)、合成可实现溶液中精巧高级结构的聚合物的研究:非天然齐聚物或高聚物的分子内弱相互作用控制其二级结构(折叠与螺旋等精致结构),模拟或复制生物大分子结构与功能,理解折叠与螺旋构象、结构与性能。
通过合成出具有与生物高分子相同的折叠机理以天然高分子所显示的精巧水平和程度形成三维结构、功能和性能,从合成高分子或生物高分子衍生物,探讨通过控制高级结构获得与生物分子类似功能的可能性;(8)、运用合成高分子结构研究的基本理论方法开展生物大分子及其人工合成类生物大分子结构的理论计算模拟研究;(9)、高分子生物学效应和生物大分子相互作用的表征新方法及其应用,用于生物传感与检测的高分子等。
3 光电磁活性功能高分子光致高分子发光材料是一种功能性的可发光的高分子材料,它是将荧光物质加入到高分子化合物之中而合成的材料。
其发光机理是利用了高分子受光的照射之后可以吸收光的能量,从而导致高分子店子壳层内的电子发生跃迁,形成的空穴促使高分子的移动,电子移动到相对较低的能级形成辐射。
高分子由于受光照而吸收的能量以辐射的形式耗散掉,高分子材料发光的现象就是这样产生的。
由于可以被高分子吸收能量的照射光包括可见光、紫外线以及各种射线等,使得的发光的有机高分子材料的发展前景非常广阔。
除了受光照可以使有机高分子材料发光以外,电流也可以是有机高分子材料发光,这种材料就是被称为电致发光高分子材料的物质。