西南大学黄进教授和甘霖副教授受邀客座编辑为《Macromol. Biosci.》撰文: 聚合物科学可持续性领域方向

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近日，西南大学化学化工学院软物质材料化学与功能制造重庆市重点实验室黄进教授和甘霖副教授受邀担任国际学术期刊Macromolecular Bioscience的客座编辑并组织聚合物科学可持续性领域方向的专辑，撰文“Sustainability in Polymer Sciences”。该文从生物质资源化、生态环境保护、能源、医疗健康、绿色循环等方面评述和展望了聚合物科学在“可持续发展”方面的突出进展和重要作用。

在生物质资源化利用方面，首要关注能源和材料来源的生物质化途径替代石化资源。经生物炼制可将生物质资源转化为系列化工原料小分子及燃料，有效解决能源消耗与材料大量使用造成的环境污染、资源紧缺等诸多问题；同时，来自生物质资源的小分子可以替代石化资源得到的小分子，继而采用聚合方法合成聚合物材料，其生物基特征能有效地应对“双碳”行动的碳税问题。材料来源生物质资源化的另一途径就是直接利用生物质资源中蕴含的大量天然高分子。目前，该领域方向的应用研究正从分离出单一组分及其理化性质调控转向生物质复杂多组分协同作用机制利用，避免了组分分离过程所带来的环境负荷；而且，纳米尺度的独特优势也体现在生物质利用方面，将分子水平的结构改造和理化性质调控转向分子聚集态的纳米尺度结构，其中以纤维素纳米晶、纤维素纳米纤维等为代表的生物质纳米颗粒更是成为前沿热点材料之一。生物质资源伴随着先进高级的功能性结构，依据生物质资源的来源组成与结构特征可将其转化为不同结构特性与功能应用的生物质炭材料，也可将其作为生物模板为高性能结构材料与先进功能材料的制造提供仿生策略，发展跨越分子水平到聚集态结构应用的仿生结构或结构功能一体化材料。
图1. 纤维素纳米晶的独特优势与应用
在环境保护与治理方面，利用聚合物在特定的光、氧、微生物等条件下的降解行为避免其服役后的环境堆积问题，甚至分解成为能进入生态循环的小分子，因此降解型聚合物的发展与应用成为应对“限塑令”和解决微塑料问题的有力武器。同时，利用聚合物材料的组成类型、分子结构特性及材料形式等可将其发展应用于如重金属离子处理、气体吸附、保水固沙等环境治理。在能源方面，上述提及到将生物质资源进行生物炼制得到生物质燃料分子，生物质向炭材料的转化也渴望提供电池、储能等基础原材料，同时，许多合成和天然高分子材料也在电池、储能等方面获得应用，如纤维素和木质素衍生物可作为电池添加剂、聚丙烯等可作为电池隔膜、高透光聚合物应用于太阳能电池基底等，为拓展能源的来源途径和发展新能源发挥了重要作用。在健康医疗方面，依据许多高分子良好的生物相容性与功能特性，结合其微球、纳米球、微胶囊、胶束、凝胶、膜、纳米纤维等不同的材料形式，已经应用于药物载体、细胞支架、组织工程、医疗器械、伤口敷料、药用辅料等医用材料，极大地提高了人体健康水平和促进了医学进步。
聚合物材料本身最重要的可持续性目标就是能够反复多次循环利用，由此实现从“原材料获取”、“成型制造”、“材料应用”、“废料处理”、“循环利用”等方面的全生命周期的绿色化，陆续在离子液体等绿色可回收溶剂体系、材料集约节省的增材制造技术、省原料轻质高性能化技术、化学和生物循环技术等方面取得进展，使聚合物科学的发展和材料的应用越来越切合可持续性发展战略。
原文链接：https://doi.org/10.1002/mabi.202200191

作者信息：

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黄进，武汉大学博士、西南大学化学化工学院教授、软物质材料化学与功能制造重庆市重点实验室主任，曾在中国科学院化学研究所、武汉理工大学、法国Grenoble国立理工学院进行过科学研究。重点研究方向包括聚合物基软物质材料、可持续化学与材料、柔性材料与器件、先进材料制造等，尤其是纤维素纳米晶新材料研究取得系列进展。目前已发表SCI论文200余篇，主编中英文专著教材8部/本，参编中英文专著和教材8部。

甘霖，中山大学博士、西南大学化学化工学院副教授、西南大学-马来西亚国民大学可持续材料国际联合研究中心主任，在。重点研究方向包括光电功能高分子、生物基高分子材料、仿生与超结构高分子材料等，特别是非手性组装诱导免光漂白发光材料研究取得重要进展。目前已发表SCI论文60余篇，主编和参编专著教材3部/本。

Macromolecular Bioscience是高分子材料科学与生命科学和医学交叉领域的领先期刊，在生物材料和聚合物期刊中名列前茅。该期刊涵盖了丰富的材料科学研究领域，包括了生物降解材料、生物电子学、生物工程、生物复合材料、生物仿生与生物矿化、生物传感器、药物递送、生物组织工程、高分子聚合物的功能化、基因递送、纳米医学材料和刺激响应聚合物等重要领域方向。

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