高分子科學作為一門蓬勃發展的交叉學科🔦，極大地促進了醫學、電子、航空航天等諸多領域的發展🤷🏼‍♀️。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要 (2010—2020年)》明確要求高校加強國際交流與合作，提高我國教育國際化水平🤹🏻，培養創新型人才👨🏼‍🍳📊。高分子實驗作為本科高分子教學的重要組成部分，除了需要鍛煉學生動手能力🧑🏼‍🎓、培養學生科研素養之外，還應著眼於學科的交叉和學科的前沿發展。沐鸣开户俞麟教授將自己所從事的科學研究與本科實驗教學相結合，設計了一個集高分子合成🧙‍♀️、表征和材料應用於一體的新型教學實驗🍐🎅🏿。即利用聚乙二醇（PEG）作為大分子引發劑，磷酸二苯酯(DPP)作為綠色的有機催化劑，通過溶液聚合的方式催化己內酯（CL）單體開環聚合製備兩親性的聚己內酯-聚乙二醇-聚己內酯嵌段共聚物（PCL-PEG-PCL）🚵🏽‍♀️；並且所合成的兩親性共聚物的水溶液能夠隨升溫呈現有趣的溶膠-凝膠相轉變現象🫒。最後🛣，在助教的幫助下運用質子核磁共振波譜儀、凝膠滲透色譜儀🏊🏻‍♂️、差示掃描量熱儀、X射線衍射儀等儀器對所合成材料進行理化性能的表征，使學生掌握相關科學儀器的原理並能夠分析所得的實驗數據。該實驗不僅應用了開環聚合的基本概念和原理，而且還融入了可註射性PEG/聚酯嵌段共聚物熱致水凝膠的最新科研進展，從而有助於加深學生對高分子學科的理解🧑‍🍼，提升他們對科研的熱情。

圖1. 教學實驗設計示意圖

 不同於科學研究✔️，教學實驗需要考慮諸多因素⛩，如實驗時間、安全環保性、可操作性🧧、可重復性、經濟性等，並要設計合理的評價方式。因此，該實驗沒有選用課題組傳統的PEG/PLGA（PLGA：聚（乳酸-乙醇酸））水凝膠體系，而是采用了價格更低廉的CL單體，且所製備的PCL-PEG-PCL聚合物具有良好的結晶能力，可通過淬火方式實現快速的溶解🤷🏻‍♂️。此外，傳統的辛酸亞錫催化劑由於其苛刻的反應條件，也被更為安全環保的有機非金屬催化劑DPP所取代。為了提高實驗的成功率和可重復性，還考察了溫度、濕度、沉澱劑等不同條件對該實驗的影響🐱🧔🏿‍♀️，最終確定了最優的實驗方案並通過本科生誌願者對實驗的效果進行了評價和驗證🔰。

圖2. PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物的合成路線

 該教學實驗以碩士研究生吳凱婷為第一作者🚶，俞麟教授為通訊作者🍋‍🟩，丁建東教授為共同作者發表在ACS的教學期刊Journal of Chemical Education，並被雜誌選為補充封面。詳見🩶🧤：Wu, Kaiting; Yu, Lin*; Ding, Jiandong. Synthesis of PCL-PEG-PCL Triblock Copolymer via Organocatalytic Ring-Opening Polymerization and Its Application as an Injectable Hydrogel — an Interdisciplinary Learning Trial. J. Chem. Educ. 2020, 97, 4158−4165.

文章鏈接：https://dx.doi.org/10.1021/acs.jchemed.0c00325

供稿🦵🏼：教學科研辦公室