可持续高分子材料与绿色化学合成技术是当前材料科学与化学工程领域的前沿研究方向。近期,上海科技大学物质科学与技术学院严佳骏课题组围绕复杂结构聚合物的动态调控,分别聚焦高性能液流电池电解质材料的精准设计,及新型可降解聚合物网络的开发,为解决当前能源与环境领域的重大挑战提供了创新性解决方案。两项研究均发表于化学领域知名学术期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)。
基于流动化学的超支化聚合物电解质助力高性能液流电池
随着可再生能源占比的持续提升,开发低成本、长寿命的大规模储能技术迫在眉睫。严佳骏课题组创新性地采用流动化学合成技术,提出空间筛分效应的概念,成功制备出分子量分布极窄(分散度<1.2)的氧化还原活性超支化共聚物(HBCs),突破了传统自缩合乙烯基聚合可控性的限制,为使用廉价隔膜的液流电池性能提升开辟了新途径。物质学院研究生吕毅为论文第一作者,物质学院严佳骏教授、许超教授为通讯作者。
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图1:超支化聚合物连续流合成和液流电池应用示意图
论文标题:Well-Defined Redox-Active Hyperbranched Polymers for Flow Batteries: Harnessing Self-Condensing Vinyl Copolymerization by Flow Chemistry
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/share/F4APSMKRBVCQIR4VMDSH?target=10.1002/anie.202507739
可降解曼尼希型聚合物网络——塑料污染的绿色解决方案
针对全球塑料污染难题,严佳骏课题组开发了一类基于曼尼希反应的新型可降解聚合物网络(GuDAF)。该材料利用低成本原料,在温和条件下构建了动态聚合物网络,其兼具传统塑料的力学性能和独特的可降解特性,为可持续材料设计提供了新思路。物质学院博士后黄红露为论文第一作者,物质学院严佳骏教授为通讯作者。
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图2:GuDAF聚合物结构示意与性能优势
论文标题:Mannich-Type Polymers: A Versatile Platform for Water-Degradable, Malleable, and Environmentally Responsive Networks
论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/share/GI86M6JBVRRC4YJWZRSF?target=10.1002/anie.202503555
两项成果均体现了应用导向的复杂结构聚合物分子设计和性能调控的完整研究思路。近年来严佳骏课题组在复杂结构聚合物动态调控领域开展了多样化探索,基于动态共价化学连接单元的纳米颗粒表面可擦写聚合物刷材料研究在去年也被《德国应用化学》报道。未来,团队将继续深耕该领域,推动科研成果向产业化应用转化。