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东京大学Takuzo Aida教授做客第139期大师讲坛

澳门在线威尼斯:时间:2019-11-02摄影:来源: 点击数:


111日,国际知名科学家、日本东京大学工学研究院化学与生物技术系Takuzo Aida(相田卓三)教授应张绍东研究员邀请做客第139期大师讲坛,为交大师生带来题为“超分子聚合在材料科学中的意义和应用”的精彩报告。

在讲座开始之前,Aida教授与交大学生举行了大师午餐会。在午餐会中,来自化学化工学院的多名本科生,硕士生,博士生以及博士后进行了深入交流,讨论了关于科研兴趣、课题设计和时间安排等各类问题。Aida教授告诉同学们要热爱所从事的工作,同时他也鼓励本科生同学积极参与实验室的活动,提前了解科研生活。此外,相关领域的多位交大老师也与Aida教授进行了课题的交流讨论。



在本次讲座中,Aida教授简要回顾了高分子科学发展历程中的重要节点,他从传统高分子材料难以降解带来的全球污染问题引出超分子聚合的概念以及在材料科学中的应用前景。在讲座的第一部分,Aida教授先容了他们课题组在超分子聚合方面的代表性工作。基于两亲性卟啉化合物水相自组装形成一维超分子长链的工作,Aida教授课题组利用超分子聚合方法获得了一系列放射状和线性嵌段共聚物的二维超分子纳米管。接着Aida教授先容了通过超分子聚合合成超大金属配位环的方法。直接从前体通过金属配位作用得到超大金属配位环是一大难点,Aida教授发现含有氧化还原活性二茂铁的前体通过金属配位首先会自组装行成纳米管,这些纳米管被还原之后打断了超分子作用力就可以得到离散的超大金属配位环,并且这个过程可以再通过还原作用可逆进行。在第二部分中,Aida教授先容了如何将超分子聚合的基本概念拓展到创新型功能材料的开发中。生物中的分子伴侣具有的独特的空腔可以为特定的蛋白质提供正确折叠的环境,并且分子伴侣的构型具有ATP动态响应性。利用超分子聚合方法合成分子伴侣线性聚合物可作为生物分子机器人用于药物递呈体系,并在内源性信号ATP的刺激下缓释药物。此外, Aida教授先容了通过静电和氢键相互作用可以得到水含量高达98%的分子胶材料以及钛酸盐纳米片外加磁场后在水相中形成超分子聚合物减震材料。在自愈合材料中,力学强度和自愈合能力通常不能兼容。Aida教授课题组发现醚硫脲寡聚物中硫脲部分与醚链部分具有相容性,因此醚硫脲寡聚物形成的超分子聚合物可以降低自愈合过程中克服分子链交叉运动需要的活化能,从而得到具有较大分子量又能维持自愈合能力的材料。除此之外,Aida教授先容了利用手性前体超分子聚合后诱导非手性分子形成具有壳核结构的柱状液晶材料,该材料具有紫外和电场响应可以应用于逻辑电路的设计。

最后,Aida教授总结到,超分子聚合材料具有可回收,单体多样性,自愈合,响应性,重组织以及适应性等性质,具有广泛的应用前景,在实现可持续发展社会中具有重要意义。

在互动环节中,Aida教授回答了有关拓展超分子聚合方法,生物体系的应用和等问题。他的解答了同学们的疑惑,也为大家开阔了视野,令在场观众感到由衷的钦佩。



讲座结束后,大师讲坛组委会向Aida教授赠送了精心制作的泥塑人像作为纪念品,以表达交大学子对他到访由衷的感谢和诚挚的祝福,Aida教授也与交大师生合影留念。


【嘉宾概况】

Takuzo Aida教授是高分子和超分子领域的国际著名学者,日本东京大学工学院化学与生物技术系教授, 日本紫绶带奖章获得者。

Aida教授是日本Science & Technology Agency, ERATO Nanospace ProjectScience&Technology Agency, EARTO–SORST Project on Electronic NanospaceRIKEN Advanced Science Institute 的首席专家,担任Journal of Materials Chemistry副主编, Science MagazineAAAS)编委,Journal of American Chemical Society顾问委员。

Aida教授在超分子聚合领域取得了丰硕的成果,在ScienceNature及其系列,PNASJ.Am. Chem. Soc.Angew. Chem. Int. Ed.Adv. Mater.,等期刊发表论文超过400篇。他的主要研究方向包括:(1)利用介孔无机材料进行可控大分子合成;(2)树枝状大分子的光和超分子化学;(3)介观材料科学;(4)生物相关分子识别和催化

【背景先容】

一个世纪以前,Hermann Straudinger证实了超长分子的存在,建立了高分子科学。毋庸置疑,高分子科学对人类社会的发展做出了巨大的贡献。然而与此同时,高分子材料也带来了严重的环境问题。这是因为多数高分子材料难以降解。超分子聚合物可重复利用,可设计成环境友好、自愈合、智能响应的材料,近年来引起了人们十分广泛的关注。

1988年,Aida教授报道了一个超分子聚合的初步实例,以带有水溶性寡聚醚侧链的卟啉分子作为单体,通过面对面堆积的方式形成一维超分子聚合物聚集体。随后的研究中,Aida教授在超分子聚合领域取得了丰硕的成果,其中代表性工作包括(1)纳米管超分子聚合;(2)链增长超分子聚合;(3)超分子嵌段共聚;(4)立体选择性超分子聚合和(5)热双歧化超分子聚合。这些工作填补超分子聚合与传统聚合之间的关键空白。此外,Aida教授还将超分子聚合的基本概念拓展到非共价设计合成创新软物质材料,包括凝胶、水材料、机械强度高可自愈合的材料、生物分子机器的超分子聚合物、铁电性柱状液晶和可重组自适应性核壳柱状液晶。



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