近日獲悉， 我校材料學院22屆碩士畢業生張盟為第一作者、江蘇科技大學為第一作者單位、材料學院李照磊副教授與東華大學馬禹副教授為共同通訊作者、法國格勒諾布爾阿爾卑斯大學Alain Dufresne教授為共同作者的一項研究成果已被美國化學會核心刊物《ACS Applied Polymer Materials》接收。

作為源于可再生資源的生物可降解高分子材料，聚乳酸材料被認為有望取代石油基的高分子材料，然而較低的熱變形溫度和較差的力學性能限制了其進一步的應用和發展。1987年，Ikada等人發現，左旋聚乳酸和右旋聚乳酸形成外消旋共混物時，體系中會生成立構複合晶，其熔點較純左旋聚乳酸（右旋聚乳酸）形成的同質晶要高約50 ºC，且表現出更好的力學性能。但是，研究人員很快發現，分子量較高時聚乳酸外消旋共混物體系中能同時形成立構複合晶與同質晶，而且分子量越高同質晶生長優勢越明顯。

為深入掌握聚乳酸立構複合晶與同質晶競争生長的機制，李照磊副教授課題組圍繞聚乳酸外消旋共混物熔體不同尺度結構演化規律展開了系統研究。借助于Flash DSC與顯微紅外技術，發現将外消旋共混物熔體以極快速度（3000 K/s）降至不同結晶溫度後，分子鍊最先采取的都是10₃螺旋構象。随後，對映體分子鍊間的C=O•••H-C相互作用開始形成，最終觸發10₃螺旋構象向3₁螺旋構象轉變。因此，更高分子量聚乳酸外消旋共混物中同質晶所表現出來的競争生長優勢可解釋為，更長分子鍊所導緻的對映體分子鍊間更強的相分離趨勢和纏結作用，使得C=O•••H-C相互作用的發展變得困難，從而阻礙了10₃螺旋構象向3₁螺旋構象的轉變。這一研究結果為聚乳酸立構複合晶與同質晶競争生長機制研究提供了全新認識，并将為高性能聚乳酸材料的制備提供重要理論指導。

該項研究得到了國家自然科學基金委項目（氫鍵對聚乳酸立構複合晶與同質晶競争生長作用機制的研究，51903111）和南京大學胡文兵教授的支持。

（撰稿：李照磊；審稿：蘆笙）