东京大学:开发出最薄的塑料:1分子厚,聚合物片

图1.本研究的概念图

东京大学:开发出最薄的塑料:1分子厚,聚合物片

东京大学:

公告点

◆聚合物板用于各种产品。

将厚度减小到分子水平是极其困难的,并且对于化学家来说一直是一个挑战。

◆使用在分子水平上具有孔的多孔金属络合物(MOF)作为模板。

我们已经成功地合成了大量厚度仅为一个分子的聚合物片材。

◆这个聚合物片是

揭示灵活性将大大提高,

作为许多功能材料的材料,已经证明了广泛的潜在应用。

介绍摘要:

东京大学上村教授:

我们已经通过“使用由分子构成的纳米级空间作为模板”开发了“一种精确且大量合成极薄聚合物片的方法”。

在开发要求更高性能和更轻重量的产品(例如汽车和智能手机)时,聚合物薄板的厚度很重要。

常规方法的问题:

然而,通过诸如涂布和拉伸的常规成膜方法可以形成多薄的膜存在限制。

不可能合理地大规模生产低至分子水平的聚合物薄板。

使用MOF的解决方案:

植村教授研究组

分子间隙小的多孔金属络合物(MOF,注1)

通过将其用作聚合物合成的模板,

我们已经开发了一种合成大量仅具有一个分子厚度的聚合物片材的方法。

世界上最薄的聚合物片材:

这是世界上最薄的聚合物片材。

有趣的是,发现该聚合物片材具有与常规聚合物不同的性能。

与高分子不同的性质:

普通聚合物具有线状分子结构并且彼此缠结。

但是,原则上不能将聚合物片材缠绕在一起。

已经发现其表现出以前未知的非常灵活的性能。

大量供应片状聚合物:

这种方法将导致大量供应片状聚合物,这是梦dream以求的材料。

聚合物产品

脂肪和油脂,

涂料,

涂料等

它可以广泛应用于所有化工产品行业(图1)

http://www.k.u-tokyo.ac.jp/info/entry/22_entry890/

Unimolecularly thick monosheets of vinyl polymers fabricated in metal–organic frameworks

Nobuhiko Hosono, Shuto Mochizuki, […]Takashi Uemura

Nature Communications volume 11, Article number: 3573 (2020)

Abstract

Polymers with two-dimensional (2D) network topologies

are currently gaining significant attention due to their unique properties that originate from their regulated conformations.

However, in contrast to conventional 1D- and 3D-networked macromolecules, the synthesis of such 2D networks

provides challenges for polymer chemists because of the nature of the networking polymerisation reaction, which occurs in a spatially random fashion when conventional solution-phase synthesis is performed.

Here we report a versatile synthesis of polymeric monosheets with unimolecularly thick networking architectures by exploiting the 2D nanospaces of metal–organic frameworks (MOFs) as reaction templates.

Crosslinking radical polymerisation in the 2D nanospaces of pillared-layer-type MOFs affords monosheets of typical vinyl polymers and can be carried out on the gram scale.

Remarkably, the prepared polymer monosheets

are

highly soluble in organic solvents and show atypical thermal

and rheological properties that result from their 2D-regulated conformations that cannot be adopted by their 1D or 3D analogues.

Nature Communications

https://www.nature.com/articles/s41467-020-17392-1