銅催化偶聯(lián)反應(yīng)機(jī)理研究

中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所沈其龍研究員、薛小松研究員同加州大學(xué)伯克利分校約翰教授合作，在低價(jià)銅至高價(jià)銅的氧化加成過程的機(jī)理研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)》（Science）。銅催化的偶聯(lián)反應(yīng)是現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)構(gòu)建碳-碳鍵與碳-雜原子鍵的最重要和最古老反應(yīng)之一。然而銅催化反應(yīng)的發(fā)展一度落后于在其之后發(fā)現(xiàn)的鈀催化偶聯(lián)反應(yīng)，其中一個(gè)重要的原因是銅催化反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，阻礙了科學(xué)家們對(duì)銅催化劑的理性思考和設(shè)計(jì)。研究發(fā)現(xiàn)聯(lián)吡啶配位的中性一價(jià)銅物種具有遠(yuǎn)高于離子型一價(jià)銅物種的反應(yīng)活性，結(jié)果印證了銅介導(dǎo)烷基親電試劑的炔基化、胺化等反應(yīng)中的配體加速效應(yīng)。

銅（Ⅰ）與烷基鹵化物氧化加成反應(yīng)機(jī)理及銅（Ⅲ）氧化加成絡(luò)合物結(jié)構(gòu)（圖片來源于中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所網(wǎng)站）

“微交聯(lián)法”在鐵電聚合物中建立網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院劉江濤等人選擇聚（偏氟乙烯-三氟乙烯）作為反應(yīng)基體材料，選擇帶有軟而長鏈的聚氧化乙烯二胺作為交聯(lián)劑材料，使用低交聯(lián)密度賦予線性鐵電聚合物彈性同時(shí)保持較高的結(jié)晶度，建立了精確的“微交聯(lián)”制備方法。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)》（Science）。研究表明，交聯(lián)后的鐵電薄膜結(jié)晶相以β相為主，結(jié)晶均勻地分散在聚合物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，在受力時(shí)，網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)能夠均勻地將外力分散且承受更多應(yīng)力，避免結(jié)晶區(qū)受到破壞。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明交聯(lián)后薄膜在70%的應(yīng)變下依舊具有較好的鐵電響應(yīng)。方法巧妙地利用簡單的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了鐵電性與彈性的良好匹配，為鐵電材料彈性化提供了新思路。

新型寬溫區(qū)高溫聚合物電解膜

中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所王素力研究員和孫公權(quán)研究員團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一類磷酸摻雜聚聯(lián)苯基哌啶電解質(zhì)膜，拓寬了高溫聚合物電解質(zhì)膜燃料電池（HT-PEMFC）的操作溫度。相關(guān)成果發(fā)表于《材料化學(xué)A》（Journal of Materials Chemistry A）。HT-PEMFC具有耐毒化能力強(qiáng)、水熱管理簡單等優(yōu)勢。傳統(tǒng)的磷酸摻雜聚苯并咪唑膜由于磷酸與聚苯并咪唑之間的結(jié)合能低，在低溫、高濕環(huán)境下磷酸流失嚴(yán)重，導(dǎo)致這類電池工作溫度限制在140℃～180℃。研究團(tuán)隊(duì)通過取代基效應(yīng)調(diào)控哌啶陽離子周圍的空間位阻、聚合物電解質(zhì)膜的親疏水性和自由體積，提高了電解質(zhì)膜與磷酸間的相互作用，將電解質(zhì)膜的工作溫度拓寬到40℃～160℃。

新型壓電水凝膠調(diào)控骨組織再生

溫州醫(yī)科大學(xué)李校堃院士團(tuán)隊(duì)成員王周光教授聯(lián)合武漢大學(xué)中南醫(yī)院蔡林教授和華中科技大學(xué)羅志強(qiáng)教授，共同開發(fā)出一種多功能復(fù)合壓電水凝膠骨組織工程支架。相關(guān)成果發(fā)表于《軍事醫(yī)學(xué)研究》（Military Medical Research）。骨組織工程支架正在成為替代自體骨移植進(jìn)行外科骨修復(fù)的理想策略，但由于缺乏合適的生物材料，仍然缺乏有效手段促使再生骨達(dá)到天然骨的優(yōu)越性能。文章詳細(xì)研究了水凝膠促進(jìn)M2巨噬細(xì)胞表型極化、促進(jìn)成骨分化和血管生成、加速骨再生和重塑的能力。這款殼聚糖/明膠/羥基磷灰石/鈦酸鋇壓電水凝膠骨組織支架在臨床修復(fù)臨界骨缺損方面具有很大的應(yīng)用潛力。