新聞網訊 材料科學與工程學院劉敬權教授團隊和新南威爾士大學Cyrille Boyer教授團隊在選擇性光活化聚合領域取得重要進展，以“Selective Photoactivation of Trithiocarbonates Mediated by Metal Naphthalocyanines and Overcoming Activation Barriers Using Thermal Energy”為題發表在國際頂級期刊JACS（Journal of the American Chemical Society）上（https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c11700），該雜志影響因子15.419，文章的第一單位是青島大學材料科學與工程學院，第一作者是劉敬權教授團隊和Cyrille Boyer教授團隊聯合培養的武子龍博士，通訊作者是劉敬權教授和澳大利亞新南威爾士大學Cyrille Boyer教授。
劉敬權教授和Cyrille Boyer教授多年致力于發展基于光控“活性”聚合的高分子材料合成方法，即photoinduced electron/energy transfer reversible addition-fragmentation chain transfer（PET-RAFT）。近年來，PET-RAFT聚合因為其優越的氧氣耐受性及其在可見光、甚至在近紅外光下展現的可控性被廣泛應用在多種聚合物材料合成場景中。值得注意的是，光催化劑的選擇對PET-RAFT聚合具有關鍵影響，使聚合能夠在特定波長的光（從藍色到近紅外波長）下選擇性地執行。近年來，對PET-RAFT聚合體系的探索進一步揭示了一些光催化劑對某些RAFT試劑具有獨特的選擇性，從而實現了精確單體插入和復雜聚合物結構（例如接枝或梳狀共聚物）的合成。雖然這些對RAFT試劑具有獨特選擇性的光催化劑已經被報道在各類期刊上，但目前還沒有工作利用計算化學來探究和揭示這種在PET-RAFT聚合中存在的光反應選擇性。在此基礎上，劉敬權教授團隊和新南威爾士大學Cyrille Boyer教授團隊合作，利用金屬萘酞菁作為光催化劑并實現了對三硫代碳酸酯RAFT試劑的選擇性光活化。具體而言，在室溫下金屬萘酞菁能夠在近紅外光的調控下激活具有叔碳R基團的三硫代碳酸酯并可引導丙烯酸酯可控聚合，而具有仲碳R基團的三硫代碳酸酯卻不能被其激活并且聚合轉化率始終為0%。這種對于不同R基團的三硫代碳酸酯的光活化選擇性是前所未見的。此外，本文工作結合了密度泛函理論（DFT）量子化學計算和實驗上的探索與表征，揭示了在機理上控制PET-RAFT聚合的關鍵要素并探究和解釋這種獨特選擇性。有趣的是，通過適當提高反應溫度（提高約15℃），此光催化劑可以克服具有仲碳R基團的三硫代碳酸酯光活化的能壘，使其成功引導光可控聚合。在光聚合反應機理的研究上有著良好的指導作用，并在功能性聚合物材料合成、光熱催化等方面具有很大的應用潛力。
另外，劉敬權教授團隊近幾年在光催化聚合領域取得一系列研究進展，其中部分研究成果發表在Biosensors and Bioelectronics2019, 124-125, 15-24；Analytical Chemistry2017, 89, 2065-2072;Polymer Chemistry2017, 7, 5880-5887;Analytica Chimica Acta2018, 1039, 31-40;Polymer2015, 61, 198-203;Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry2014, 52, 2715-2724等雜志上。所研發成果可廣泛應用于傳感檢測、藥物控釋、功能聚合物合成等諸多領域。
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