中外科研团队携手“织”出高科技“布”

记者5日从浙江大学获悉，该校化学系教授黄飞鹤、杭州国际科创中心研究员李光锋团队联合美国德克萨斯大学奥斯汀分校教授乔纳森(Jonathan L. Sessler)，成功在纳米尺度“织”出二维网状三轴分子编织结构，为分子编织迈向更高阶、更复杂的拓扑体系提供了新范式。 相关研究论文4日晚在国际学术期刊《自然》上线发表。 20世纪90年代，科学家提出“分子编织”概念，让高分子链像织布一样有序编在一起，而非无序缠结。30多年来，这一领域已发展出多种材料，但结构多为双轴，如同医用纱布只有经纬两个方向。近年，科学家尝试引入第三个方向形成三轴编织，使各角度受力更均匀，但传统的“穿针引线”构筑法在三维交织面前力不从心。 “这就像传统纺织机很难纺出现代纺织品所需要的高级纹样。”论文共同第一作者、浙江大学化学系博士后王孟宾说。 黄飞鹤团队长期从事分子编织材料研究，体系已从双螺旋、三螺旋等一维编织聚合物拓展至平纹编织、鸡网编织等二维线状结构。此次团队换了思路：不再依赖线性“分子丝线”穿针引线，而是先构筑出二维网状的“网片”，再以此为基本单元组装，得到具有三轴交错特征的二维网状分子编织聚合物TWPN。 传统的拓扑手性分子通常只含个别手性交叉点，而用新方法构筑的TWPN网络则是连续的聚合物网络，单张纳米片就包含数以亿计的同手性交叉点，团队将其命名为“微米拓扑手性”，为构筑连续手性二维材料提供了新平台。 新材料不仅兼具强度与弹性，还表现出了良好的功能性，在化工原料分离方面表现优异。而且，使用过的材料还能通过加热再生，实现重复利用。为精细化工行业的发展提供了新的想象空间，具有广阔的应用前景。