南開大學孫平川研究員課題組綜述：固體核磁共振技術在高分子表征研究中的應用
核磁共振(NuclearMagnetic Resonance，NMR)技術從發現到應用的半個多世紀中已經五次獲得諾貝爾獎，在應用上覆蓋了化學、物理、生物、醫學與材料科學等眾多學科領域。由于核自旋具有與空間和時間相關的多種不同各向異性相互作用，因此核自旋探針天然具有獨特的多尺度特性，可以原位檢測從原子至100 nm的空間尺度以及10-9-102 s的時間尺度上豐富的微觀結構和動力學信息(圖1)。固體NMR(solid-state NMR)實驗技術主要是建立在消除、利用或部分選擇重聚特定核自旋各向異性相互作用的基礎上發展而來。高分子材料的結構和動力學極其復雜，對其進行詳細的表征既具有挑戰性又不可或缺。隨著NMR理論和譜儀技術的不斷發展，固體NMR在高分子科學研究領域正發揮著越來越重要的作用，在精準獲取高分子多尺度微觀結構和動力學信息上展現出獨特的優點，已成為高分子多級結構表征和復雜動力學過程分析，以及闡明材料微觀結構與宏觀物理化學性質關系的有力工具，幾乎涵蓋了高分子研究的各個領域(圖2)，適用于包括聚合物溶液、熔體、凝膠、液晶、晶態及非晶態固體等不同的物質狀態。固體NMR不但可以研究化學鍵和微觀相互作用對聚集態結構的影響，還可以揭示高分子中復雜的鏈運動模式、結晶機理、玻璃化轉變以及微相分離演化規律等，因此對高分子物理理論的發展也具有重要的意義, 對高分子科學的發展起到了重要的推動作用。
圖1 NMR核自旋探針的多尺度特性及其用于表征高分子多尺度結構和動力學的示意圖
圖2 固體NMR技術在高分子表征中的典型應用
南開大學王粉粉等人圍繞近年來固體NMR技術在高分子表征領域的應用和進展進行了總結。該綜述從固體NMR技術的基礎原理出發，分別對固體NMR實驗中魔角旋轉、交叉極化、同核與異核去耦等重要實驗技術的基本原理、實驗方法和操作技巧等內容進行了簡介，并對其在若干典型高分子體系表征中的應用進行了舉例詳述。文章結尾對固體NMR技術近期熱點和未來發展進行了介紹和展望，例如高達150kHz的超高速魔角旋轉、1.5GHz高強磁場譜儀及動態核極化(DNP)技術等。未來可以預期，這些固體NMR新方法和新技術的不斷發展和應用將使我們對化學、材料和生命科學的認識上升到一個新的層次。特別是通過表征和揭示復雜高分子體系中的多尺度結構與動力學，在解決諸如動態鍵驅動的交聯網絡結構演化和玻璃化轉變機理等挑戰性科學問題中實現新的突破，將為構筑高性能高分子材料和發展高分子物理理論不斷提供新的認識。
該綜述即將在《高分子學報》“高分子表征技術專題”（doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20254）印刷出版, 南開大學化學學院王粉粉博士后和孫平川研究員為通訊作者。
原文鏈接：
http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304.2020.20254
來源：高分子學報
相關進展
南開大學孫平川研究員課題組：基于LCST-UCST溫敏高分子協同驅動的雙向大角度彎曲水凝膠驅動器
西安交大劉峰教授與美國LBNL朱陳輝研究員合作 ：軟材料手性結構的精確解析：共振X射線散射方法
免責聲明：部分資料來源于網絡，轉載的目的在于傳遞更多信息及分享，并不意味著贊同其觀點或證實其真實性，也不構成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權負責。如涉及侵權，請聯系我們及時修改或刪除。郵箱：info@polymer.cn
誠邀投稿
歡迎專家學者提供稿件（論文、項目介紹、新技術、學術交流、單位新聞、參會信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，并請注明詳細聯系信息。高分子科技?會及時推送，并同時發布在中國聚合物網上。
歡迎加入微信群 為滿足高分子產學研各界同仁的要求，陸續開通了包括高分子專家學者群在內的幾十個專項交流群，也包括高分子產業技術、企業家、博士、研究生、媒體期刊會展協會等群，全覆蓋高分子產業或領域。目前匯聚了國內外高校科研院所及企業研發中心的上萬名頂尖的專家學者、技術人員及企業家。
申請入群，請先加審核微信號PolymerChina （或長按下方二維碼），并請一定注明：高分子+姓名+單位+職稱（或學位）+領域（或行業），否則不予受理，資格經過審核后入相關專業群。
點
這里“閱讀原文”，查看更多
工程師必備
- 項目客服
- 培訓客服
- 平臺客服
TOP
