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Hangzhou Borealis Chemical Technology Co., Ltd
マンガン触媒による可視光連続流重合、精密合成ポリマーの新たなブレークスルー
日付：2025-12-12読み：2
ポリマー合成の分野では、“れんぞくりゅうぎじゅつ”ずっと規模化、精密化生産の核心方向である——迅速な混合、効率的な熱伝達を実現し、反応をより制御可能で安定させることができます。しかし“カチオン重合”連続流との結合には、科学研究者は頭が痛くなることが多い：伝統的な方法は低温冷却、厳格な除雑だけでなく、高価で敏感な触媒にも依存し、操作は人を退却させるほど複雑である。
最近になって、蘇州大学とウォーリック大学の共同チームは突破をもたらした：彼らはマンガン触媒可視光をカチオンを誘導するラフト統合は連続ストリームシステムへの拡張に成功し、実現した“室温操作、精製不要、精密制御可能”のポリマー合成、関連成果はポリマー分野でトップニュースに発表され、連続流重合技術の工業化応用のために新たな扉を開いた！
このシステムの利点の“生まれつき適する”連続ストリーム：
-触媒の十分な供給力：市販の臭化ペンタカルボニルマンガン（Mn（CO）₅Br）光触媒として、地球豊産金属を調製し、低コストかつ安定性が強く、不活性雰囲気保護を必要とせず、空気中で安定して働くことができる、
-反応条件は十分に温和である：全行程室温（25℃）操作、単体は厳格に精製する必要はなく、酸素を除去する必要もなく、低温冷浴と複雑な前処理に別れを告げる、
-重合機構は制御可能：可視光（青色光）LED の）触媒分解を誘導し、活性種を生成して重合を開始する合するラフト機構は鎖成長の正確な制御を実現し、根源からポリマーの狭い分布特性を保証する。簡単に言うと：このシステムは“甘ったるい”のカチオン重合により、“丈夫で丈夫である”の連続流技術で、敷居が直接低くなる！
三、重要な装置：これ“光駆動連続流反応器”どんな顔をしていますか。
効率的な統合を実現するために、チームは構造が簡潔で機能的な連続流装置を設計しました（図のように）1図示）、コア部品は一目瞭然：1. 反応チャンネル：採用PTFE のマイクロリアクター（内径1mm、体積1mL），PTFE の材質は化学的不活性が強く、反応系と相互作用せず、かつ熱伝達効率が高く、反応熱を迅速に導出することができる、
2. 光源システムこうげんしすてむ:リアクターの周りのアセンブリリアクターのまわりのあたっち129個の低エネルギー青色光LED の（波長440nm）、光強度調整可能（3.7-38.7 mW・cm⁻²）、光照射が反応チャンネルを均一に覆うことを確保する、
3. 駆動と収集：試料注射ポンプを通じて反応液の流速を制御し、反応後に直接生成物を収集し、全過程開放式操作で、複雑な密封を必要としない。この装置の利点は“シンプルで復刻しやすい”——複雑なコンポーネントがなく、一般的な実験室も構築でき、後続の普及のための基礎を築いた！
四、実測データ：制御可能で柔軟で、光強は計算する！
チームは連続ストリームアグリゲーションをシステムテストし、結果は“完璧”：
1. 異なる流量で、常に高い制御性を維持する実験では、チームは反応液の流速を調節した（0.015-0.04 mL/分）、対応反応時間22-57分、結果：
この研究の意義は、新しい連続流技術の開発だけではない：
-ために“カチオン重合+れんぞくりゅう”温和で制御可能なソリューションを提供し、従来技術の限界を打破した、
-光強度制御の柔軟性は、異なる分子量のポリマーを正確に合成するために提供される“ワンタッチ切り替え”の可エネルギー
最近になって、蘇州大学とウォーリック大学の共同チームは突破をもたらした：彼らはマンガン触媒可視光をカチオンを誘導するラフト統合は連続ストリームシステムへの拡張に成功し、実現した“室温操作、精製不要、精密制御可能”のポリマー合成、関連成果はポリマー分野でトップニュースに発表され、連続流重合技術の工業化応用のために新たな扉を開いた！
一、伝統的な連続流カチオン重合：難しいのはどこですか？
本研究に先立って、連続流カチオン重合は3大“首をしめる”質問：
1. 条件が厳しい：低温で行わなければならず（事前に単体と開始剤を冷却し、反応の全過程を冷浴中に置く必要がある）、エネルギー消費が高く、操作が複雑である、
2. 触媒感受性：一般的ルイス酸触媒は湿気によって失効しやすく、反応環境に対する要求非常に厳しい;
3. 制御性差：高転化率と狭分子量分布の両立が困難（MWD）、ポリマー構造の精度が不足している。これらの痛点は、連続流カチオン重合に潜在力があるにもかかわらず、普及しにくい。蘇州大学の朱健教授、ウォーリック大学セバスティアン ・ ペリエ教授チームの研究は、これらの難題を的確に解決した！
二、コア突破：マンガン触媒+可視光、連続流も可能“温和で効率的”
このシステムの利点の“生まれつき適する”連続ストリーム：
-触媒の十分な供給力：市販の臭化ペンタカルボニルマンガン（Mn（CO）₅Br）光触媒として、地球豊産金属を調製し、低コストかつ安定性が強く、不活性雰囲気保護を必要とせず、空気中で安定して働くことができる、
-反応条件は十分に温和である：全行程室温（25℃）操作、単体は厳格に精製する必要はなく、酸素を除去する必要もなく、低温冷浴と複雑な前処理に別れを告げる、
-重合機構は制御可能：可視光（青色光）LED の）触媒分解を誘導し、活性種を生成して重合を開始する合するラフト機構は鎖成長の正確な制御を実現し、根源からポリマーの狭い分布特性を保証する。簡単に言うと：このシステムは“甘ったるい”のカチオン重合により、“丈夫で丈夫である”の連続流技術で、敷居が直接低くなる！
三、重要な装置：これ“光駆動連続流反応器”どんな顔をしていますか。
効率的な統合を実現するために、チームは構造が簡潔で機能的な連続流装置を設計しました（図のように）1図示）、コア部品は一目瞭然：1. 反応チャンネル：採用PTFE のマイクロリアクター（内径1mm、体積1mL），PTFE の材質は化学的不活性が強く、反応系と相互作用せず、かつ熱伝達効率が高く、反応熱を迅速に導出することができる、
2. 光源システムこうげんしすてむ:リアクターの周りのアセンブリリアクターのまわりのあたっち129個の低エネルギー青色光LED の（波長440nm）、光強度調整可能（3.7-38.7 mW・cm⁻²）、光照射が反応チャンネルを均一に覆うことを確保する、
3. 駆動と収集：試料注射ポンプを通じて反応液の流速を制御し、反応後に直接生成物を収集し、全過程開放式操作で、複雑な密封を必要としない。この装置の利点は“シンプルで復刻しやすい”——複雑なコンポーネントがなく、一般的な実験室も構築でき、後続の普及のための基礎を築いた！
図1 連続光化学設備の装置図
四、実測データ：制御可能で柔軟で、光強は計算する！
チームは連続ストリームアグリゲーションをシステムテストし、結果は“完璧”：
1. 異なる流量で、常に高い制御性を維持する実験では、チームは反応液の流速を調節した（0.015-0.04 mL/分）、対応反応時間22-57分、結果：
-転化率は反応時間の延長に伴い着実に上昇する：流量0.015 mL/分変換率が最大82.0%；-すべての生成物は狭い分子量分布を維持した（＜1.2）、実測分子量は理論値と高度に一致している（例えば流量0.015 mL/分の場合、Mn、SEC=10300 g/mol，＝1.12）；
-高転化率でもポリマー鎖端部の忠実度は良好であり、後続鎖伸長反応を支持する。これは、生産効率が速くても遅くても、構造が均一なポリマーを安定的に生産することができ、工業化応用の潜在力が大きいことを意味している！
2. こうど“ワンクリックコントロール”分子量、また可逆的！
さらに驚くべきことに、このシステムは分子量の正確さを実現している時間的制御：
-固定流量（0.03 mL/分)、光の強度を3.7 mW・cm⁻²昇格先38.7 mW・cm⁻²、ポリマー分子量が6100 g/モルステップアップ10100 g/モール；
-光の強度をに戻す3.7 mW・cm⁻²分子量を下げることができます6000 g/モル左右、制御は可逆的で正確である。
五、この技術、いったい牛はどこにいるのか。
従来の連続流カチオン重合と比較して、この技術の優位性は言わば“ディメンション・ショックの軽減”：
それ以外にも“一括集約”と“れんぞくりゅうじゅうごう”の二重の優位性：実験室の小試験で迅速に条件を最適化することができて、また直接工業化生産に拡大することができて、実現“小テストから量産まで”のシームレスな接続。
六、将来の可能性：重合だけでなく、合成の新しいパラダイムこの研究の意義は、新しい連続流技術の開発だけではない：
-ために“カチオン重合+れんぞくりゅう”温和で制御可能なソリューションを提供し、従来技術の限界を打破した、
-光強度制御の柔軟性は、異なる分子量のポリマーを正確に合成するために提供される“ワンタッチ切り替え”の可エネルギー
-コンピュータ制御可能な光強度調整は、AIアルゴリズム結合、実装“オンデマンド設計-自動合成”のインテリジェントポリマーを調製した。
おわりに
ブリリスは成熟した工業級連続光化学例により、ビタミン生産に対して開発された管式反応器は正確な光強度制御により、生成物の収率を向上させた15%-25%、生産能力は従来の設備より向上3-5倍になる。ある医薬品のために企業が設計した連続釜式光反応器は中間体反応時間を 12 時間の短縮2 時間、収率35%昇格先60%、年間生産能力500 トンです。これらの事例は、ブリリス技術の核心的な優位性を示しています。PLC のインテリジェント制御（パラメータ変動≤±1%）、高透光石英材質（光透過率95%）、モジュール化設計（多釜直列接続をサポートする/並列）、および環境に配慮した環境保護機能（消費電力の低減）40%、重金属触媒の使用を減らす）。まで2025 年、ブリリスはすでに華潤双鶴、浙江新和成などの企業と協力を確立し、医薬、新エネルギー、環境保護などの分野における連続光化学技術の規模化応用を推進している。
参考文献：Jiajia Li et al., Manganese-Catalyzed Batch and Continuous Flow Cationic RAFT Polymerization Induced by Visible Light, Polym.化学 & WRAP。
