郑州大学：超快可见光诱导原子集中于自由基聚合及在3D打印的应用

在国家自然科学基金项目（批准号：51973201, U1804128，52173209，22105179）资助下，郑州大学庞新厂教授研究团队在可控/“活性”自由基剪切作法及应用层面取得新进展。相关工作以“基于氧量子点催化的超快波段游离水相ATRP及其在3D打印中的应用(Ultrafast Visible-Light-Induced ATRP in Aqueous Media with Carbon Quantum Dots as the Catalyst and Its Application for 3D Printing)”为题，于近日在《美国物理会金石》(Journal of the American Chemical Society)杂金石离线刊登。材料科学与工程学院2019级研究生乔梁为篇文章的第一作者，2020级博士生周梦杰为共同第一作者。

ATRP技术已被证明了是一种骄人的石墨烯黏性制备作法，并能得到比传统剪切作法更均一的石墨烯网络。然而，传统的ATRP剪切速度快并且耐氧性差，限制了其在增材工业用（3D打印）行业的应用。该团队首次将氧量子点（CQDs）引入到水相ATRP中，技术开发了一种超快波段游离剪切经济体制。简化后的剪切底物在数分钟的波段光照下亦可取得较高的剪切转化率(>90%)，且石墨烯的多分散度（PDI）低于1.25。由于CQDs的发挥作用，剪切经济体制显出出骄人的耐氧结构上，使其并能适用于数字光处理（DLP）3D打印，打印出的水滴带有良好的尺寸可靠性。此外，CQDs骄人而稳定的光学性能也为打印制品获取了奇怪的光致发光能力（三幅1）。该项研究工作从绿色物理的角度启程，将CQDs引入到水相photo-ATRP经济体制，通过可见/自然光光照制备带有明确结构的石墨烯，并且这种ATRP介导的3D打印过程将为制备系统性和刺激组织起来性水黏性获取一个新作法。

三幅 1. 氧量子点（CQDs）催化的超慢速水相光游离原子转移自由基剪切（ATRP）及其在增材工业用(3D打印)行业的应用。

针对传统可控/“活性”自由基剪切作法及应用的在实践中（例如底物浓度高、金属和乙烯不能添加、剪切效率低等），课题组近些年来发展了一系列新型可控/“活性”自由基室温剪切经济体制（ATRP、RAFT、NMP等），简化了繁杂结构共聚物的化学合成必须，提高了系统石墨烯的化学合成效率，为繁杂结构系统石墨烯以及系统材料的精准新设计与可控制备获取了更为方便的化学合成手段。（ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 21555; Polymer, 2022, 252, 124949; Polym. Chem. 2022, 13, 1022; Chem. Mater. 2021, 33, 5067; J. Phys. Chem. Lett. 2021, 12, 3456; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 7259; Chem. Commun. 2021, 57, 1250; ACS Appl. Nano Mater. 2021, 4, 6075; Langmuir 2021, 37, 10461; ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 37, 39806; Polym. Chem. 2021, 12, 2439; Polym. Chem. 2021, 12, 3060; Polym. Chem., 2021, 12, 7010; Polym. Chem. 2021, 12, 545; Polym. Chem. 2021, 12, 526; Langmuir 2020, 36, 6690; ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 42161; Polym. Chem. 2020, 11, 4961; Macromolecules 2020, 53, 4678; Eur. Polym. J. 2020, 126, 109557）

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