作者:苏黎世联邦理工学院彼得·吕格 通过混合两种催化剂(油漆管)来控制塑料分散性的符号表示
信用:怀特菲尔德等，化学，2020 联邦理工学院的研究人员开发了一种生产不同长度聚合物的新方法
这为新型聚合物材料在以前不可思议的应用中的应用铺平了道路
很难想象没有合成聚合物材料的日常生活
衣服、汽车零件、电脑或包装——它们都由聚合物材料组成
自然界中也存在许多聚合物，如脱氧核糖核酸或蛋白质
聚合物是建立在一个普遍的结构上的:它们由称为单体的基本构件组成
聚合物合成包括将单体连接在一起形成长链
想象一下，把玻璃珠穿在一根绳子上，创造出不同长度(和重量)的链条
有限制的聚合过程 生产聚合物的一个重要工业过程是自由基聚合
化学工业每年使用玻璃钢生产2亿吨各种类型的聚合物，如聚丙烯酸、聚氯乙烯和聚苯乙烯
虽然这种生产方法有许多优点，但也有其局限性
FRP产生无数不同长度的聚合物的不可控混合物；换句话说，它的分散度很高
分散性是衡量材料中聚合物链长度均匀或不均匀程度的指标
材料的性能在很大程度上取决于这种分散性
在日常聚合物的情况下，需要低分散性和高分散性的聚合物
事实上，对于许多高科技应用，包括制药或三维打印，高分散性甚至可以是一个优势
两种催化剂(绿色和红色)的混合比例决定了聚合物的分散性
信用:苏黎世联邦理工学院 具有新特性的聚合物 然而，如果化学家想要生产具有非常特殊性质的聚合物材料，他们首先必须能够根据需要调节分散性
这使得他们可以生产出各种各样的聚合物材料，这些材料或者包含均匀的聚合物种类，或者不含聚合物
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具有低分散性，或者与大量不同长度的聚合物高度分散
直到现在，这几乎是不可能的
由材料科学系高分子材料教授阿西娜·阿纳斯塔萨基(Athina Anastasaki)领导的一组研究人员现已开发出一种控制自由基聚合的方法，从而使研究人员能够系统地、完全地控制高分子材料的分散性
他们的研究结果最近发表在《化学》杂志上
过去，为了能够至少在某种程度上控制自由基聚合过程，化学家会使用单一催化剂
虽然这确保了所得的聚合物链变得均匀地长，但它不允许如期望的那样控制总分散性
两种催化剂就行了 现在，联邦理工学院的研究人员同时使用两种具有不同效果的催化剂——一种是高活性的，另一种只是轻微活性的
这使得他们能够根据混合两种催化剂的比例精确地调节分散性
如果活性越强的催化剂越丰富，产生的聚合物越均匀，这意味着所得材料的分散性低
然而，如果活性较低的催化剂更丰富，则形成大量不同的聚合物分子
这项工作意味着阿纳斯塔萨基和她的团队已经为开发新的聚合物材料奠定了基础
另外，他们的流程也是可伸缩的；它不仅适用于实验室，也适用于大量物质
这种方法的另一个优点是，一旦聚合过程完成，即使是高分散性的聚合物也可以继续生长——这在以前是不可能的
该方法的高效率和可扩展性已经引起了工业界的兴趣
用这种新工艺生产的聚合物可以用于医药、疫苗、化妆品或三维打印
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