单分散多孔聚合物和炭纳米球取得新进展

　　单分散多孔纳米球兼具零维球形和发达孔隙率的结构特点，在吸附分离、药物缓释、能量转换与存储、催化剂载体等领域具有广泛的应用前景。然而，如何制备小尺寸（< 500 nm）的单分散多孔聚合物纳米球一直是当今材料科学的一个学术难题。这是因为在纳米球内部交联造孔过程中经常难以避免球间交联团聚而失去单分散性，而且球径越小球间交联越严重。

　　最近，我院欧阳毅硕士生、师慧敏本科生、符若文教授和吴丁财副教授（通讯作者）发现利用超交联反应，可在每个纳米球表面非常快速地形成近乎完全交联的聚合物薄层，随后将交联反应限域在单个纳米球内部进行，不仅避免了潜在的球间交联，还构筑了极具刚性的微孔网络结构，由此合成具有高度单分散（PDI=0.005）的微孔聚苯乙烯纳米球，其粒径可低至190 nm。这些单分散微孔聚苯乙烯纳米球具有优良的胶体稳定性、药物吸附－缓释性以及有机蒸汽吸附特性。进一步地，我们发现由于具有超高交联化学结构，这类聚合物纳米球经水热预氧化和高温炭化处理可转化为单分散微孔炭纳米球，其BET比表面积和孔容分别高达1357 m2g−1和1.02 cm3g−1。相关研究成果最近发表在Nature集团新刊《Scientific Reports》上，题为“Highly Monodisperse Microporous Polymeric and Carbonaceous Nanospheres with Multifunctional Properties”（Yi Ouyang, Huimin Shi, Ruowen Fu, Dingcai Wu*. Scientific Reports, 2013, 3, 1430）。