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  近年來石化資源短缺和環境污染問題備受關注。大力發展基于農林生物質資源的高分子新材料將有助于人們擺脫對石化資源的依賴、改善環境并實現低碳生活。與此同時，油脂基高分子及其功能性材料的開發是實現農林生物質資源高值化利用和發展可持續經濟的重要途徑。該領域面臨的技術瓶頸在于關鍵單體獲得、高分子設計制備及其結構性能調控。因此有必要發展高純度單體及其高分子量聚合物的合成新方法，闡明從植物油脂到高分子材料轉化過程中的關鍵科學問題，并開發功能性材料。

  近日，安徽農業大學生物質分工程中心汪鐘凱教授團隊圍繞農林生物質資源的高值化利用這一主題，將蓖麻油轉化為具有超高強度的熒光彈性體，并且實現了對其結構性能的簡便調控。該工作利用蓖麻油衍生物十一烯酸甲酯與1,3-二氨基-2-異丙醇的高效反應制備帶有酰胺基團的雙烯單體（UDA）。UDA上的羥基可以通過酯化反應制備帶丁基的雙烯單體（BUDA）。通過“巰基-烯烴”點擊聚合制備功能性聚酰胺，進一步調節分子組成實現對功能性聚酰胺熱力學性能、結晶性能、超分子微結構及機械性能的精確控制。再利用循環拉伸處理使其內部納米晶體實現類似于蜘蛛絲的仿生取向結構，最終獲得抗拉強度超過200兆帕的具有超高機械強度的彈性體。該成果為挑戰蜘蛛絲仿生材料這一世界性課題開辟了一條新的途徑。

圖1. 基于蓖麻油的超高強度的熒光彈性體的合成示意圖

  由于所制備功能聚酰胺分子中含有大量酰胺基團、酯基及羥基，其超分子氫鍵的存在有效的限制了分子內轉動，進而展現出熒光。這種熒光效應被歸結為聚集誘導發光效應（Aggregation Induced Emission, AIE，圖2）。此外，本文還報道了通過引入金屬配超分子相互作用，進一步增強彈性體機械強度。

圖2.超強彈性體的聚集誘導發光現象及其發光原理示意圖

  此項工作發表于《Nature Communications》,安徽農業大學博士生宋凌志為第一作者，安徽農業大學汪鐘凱教授和美國南卡羅來納大學唐傳兵教授為通訊作者，安徽農業大學生物質分子工程中心為第一完成單位。本項目獲得了國家自然科學基金、安徽省杰出青年學基金等項目的大力支持。

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-09218-6

  課題組主頁：http://m.jrdgc.com/ss/wangzhongkai/index.html