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應北京大學化學學院呂華研究員的邀請，國際著名高分子材料化學家Karen L. Wooley教授于2017年10月9日-11日在北京訪問。10月10日Karen L. Wooley教授在北京大學化學學院做了題目為“Functional Polymer Materials Designed for Advanced Applications and Sustainability”的興大報告。

    10日上午，Wooley教授與化學學院的多個課題組分別進行了深入的單獨交流。下午2點，興大報告在化學學院A204報告廳舉行?；瘜W學院100余名研究生和教師參加了此次興大報告講座。興大報告主持人吳凱教授主持報告并簡要介紹了Wooley教授的簡歷。 

報告內容

在此次報告中，Wooley教授圍繞“具有可持續(xù)多功能性聚合物材料的設計和應用”，闡述了她的課題組在高分子材料和環(huán)境保護化學等領域取得的研究成果。原油在開采、抽取和運輸過程中對水環(huán)境會產生較大的污染。Wooley教授首先介紹了她課題組通過采用聚合物-無機納米顆粒雜化材料在原油泄漏處理和回收方面的應用。她們設計合成了聚丙烯酸-聚苯乙烯嵌段共聚物，該聚合物在水中可自組裝成顆粒結構，在交聯(lián)劑作用下，該納米顆?？蛇M行交聯(lián)形成穩(wěn)定的聚合物納米顆粒。之后，通過納米顆粒外層羧基與表面修飾有氨基的磁性氧化鐵納米顆粒反應，得到具有磁響應性的聚合物-無機納米顆粒雜化材料(MHNs)。只需要通過外加磁場，就可以實現(xiàn)對該雜化材料的回收，回收率高達93%。此外，每毫克該雜化材料可吸附3.5?4.5 mg原油，原油回收率高達90%。（Chem. Mater., 2015, 27, 3775-3782; Mater., 2015, 27, 3775-3782; Soft Matter, 2016, 12(46), 9342-9354）。

        隨后，Wooley教授介紹了含氟聚合物-無機納米顆粒雜化材料(MSCK-F9)在捕獲收集持久性污染物全氟辛酸銨（PFOA，具有高的生物蓄積性和毒性，難降解，造成人體的呼吸系統(tǒng)問題）方面的應用。通過將氟類小分子引入雜化材料中，可促進聚合物納米顆粒的自組裝和對溶液中疏水性以及氟類分子的吸附。每毫克該含氟雜化材料可吸附0.35mg PFOA。該體系中，PFOA的負載能力比其他所報道的納米材料高兩個數(shù)量級。

        最后，Wooley教授介紹了自己課題組在具有功能性、可持續(xù)性以及可降解性聚合物材料領域的研究進展。她首先詳細介紹了該類聚合物的設計理念。從可再生天然產物著手，分離得到仿生的有機小分子，進一步修飾后得到可聚合的功能型單體。通過對單體的可控聚合，繼而得到目標聚合物，如聚碳酸酯、聚磷酸酯、聚多肽等。該類聚合物在一定條件下，如光照、細菌等作用下可發(fā)生降解，從而實現(xiàn)對環(huán)境的無害。Wooley教授課題組以木脂素類作為材料來源，對所得到的樸酚和木蘭醇進一步修飾，得到可進行后續(xù)聚合反應的功能型單體。該功能型單體可通過縮聚，開環(huán)聚合反應等得到可降解型聚合物材料。此外，由于單體帶有烯烴基團，從而可進一步對所得到的聚合物進行后修飾，拓展了聚合物的種類和應用。此外，Wooley教授又提到自己課題組對糖類分子的修飾，她們首先在糖分子基團上引入可進行開環(huán)聚合的環(huán)狀碳酸酯基團以及烯丙基、炔基等可進行后修飾的官能團。通過開環(huán)反應得到糖類分子主鏈的功能性聚合物。有意思的是，通過對糖類側基的后修飾，該類聚合物可在水中自組裝形成不同的組裝形貌，如膠束、囊泡等。（Polym. Chem., 2017, 8, 1699-1707, Nat. Prod. Rev., 2017, 34, 433-459）。

        在演講過程中，Wooley教授多次提到具有可降解性的環(huán)境友好型材料。在高分子材料快速發(fā)展的今天，我們要注意到材料廢棄物對環(huán)境的污染。Wooley教授的研究以可再生資源作為材料來源，為我們尋找和發(fā)展環(huán)境友好型材料提供新的途徑。報告結束后，Wooley教授和與會者進行了熱烈的討論。此次報告受到老師和同學們的高度好評。吳凱教授向Wooley教授贈送了“興大報告”獎章，并合影留念。

Karen L. Wooley教授出生于1966年。1993年，她在美國康奈爾大學(Cornell University)獲得博士學位。1993-1999在華盛頓大學化學系擔任助理教授。1999 – 2009擔任華盛頓大學化學系教授。2009年起在美國德克薩斯A&M大學（Texas A&M University）擔任教授。Karen L. Wooley教授在高分子材料化學、納米科學等領域取得很多杰出的科研結果，并獲多項重要獎項。在近三十年的研究生涯中，他在JACS, Adv. Mater., ACS Nano等高水平雜志上共發(fā)表300多篇研究論文，總引用高達26000余次。Karen L. Wooley教授獲得的榮譽包括the American Chemical Society Award in Polymer Chemistry (2014), Royal Society of Chemistry Centenary Prize (2014), Fellow of the Royal Society of Chemistry (2014), Honorary Fellow of the Chinese Chemical Society (2014), Oesper Award (2015), and Fellow of the American Academy of Arts and Sciences (2015)等。Karen L. Wooley教授目前擔任Journal of the American Chemical Society副主編。