我們賴以生存的自然界是一個(gè)持續(xù)動態(tài)的系統(tǒng)。自然界中存在著大量的刺激響應(yīng)系統(tǒng),它們能夠在外界刺激下發(fā)生相應(yīng)的應(yīng)激行為。這些獨(dú)特的動態(tài)系統(tǒng)給化學(xué)家和材料學(xué)家?guī)淼闹T多啟示。利用有機(jī)合成的手段,去構(gòu)建具有應(yīng)激響應(yīng)行為的分子系統(tǒng)和功能材料,成為了材料化學(xué)領(lǐng)域的重要研究方向。超分子聚合物是一類利用非共價(jià)鍵連接形成的動態(tài)聚合物,能夠?qū)⒎肿映叨鹊膭討B(tài)性延伸到宏觀聚合物材料的動態(tài)性上,因此成為構(gòu)建具有應(yīng)激行為的智能軟材料的重要手段。
此前,許多工作報(bào)道了可以光控解離的超分子聚合物,主要思路是利用光來調(diào)控非共價(jià)鍵的鍵合強(qiáng)度,從而實(shí)現(xiàn)超分子聚合物的聚合和解聚合。這些體系可以在光的遠(yuǎn)程控制下有效地實(shí)現(xiàn)組裝體和解組裝體的切換,在一些領(lǐng)域比如超分子藥物釋放,可降解高分子,超分子凝膠等具有重要應(yīng)用。
最近,華東理工大學(xué)的田禾院士、曲大輝教授研究團(tuán)隊(duì)通過總結(jié)近年來光響應(yīng)超分子聚合物的進(jìn)展,對新一代光響應(yīng)超分子聚合物的研究進(jìn)行了深入討論和展望。不同于曾經(jīng)多數(shù)報(bào)道過的光控解離系統(tǒng),這些新一代超分子聚合物在光照條件下仍然保持其聚合物的骨架結(jié)構(gòu),而其宏觀形狀或性質(zhì)在光照調(diào)控下發(fā)生可控的變化。這樣的應(yīng)激響應(yīng)方式更加接近于生命體中的生物分子機(jī)器的運(yùn)行機(jī)制;瘜W(xué)家們通過對分子結(jié)構(gòu)單元的精心設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了用光刺激調(diào)控聚合物的多項(xiàng)性質(zhì),包括形貌,發(fā)光,自修復(fù),宏觀形狀,形狀記憶等,構(gòu)建了一系列光響應(yīng)智能軟材料,展現(xiàn)了利用光來遠(yuǎn)程調(diào)控聚合物動態(tài)性質(zhì)的優(yōu)勢。作者針對這些功能導(dǎo)向的合成聚合物體系的設(shè)計(jì)思路和構(gòu)建方法展開了詳細(xì)的總結(jié)與討論,并對這些智能材料的未來發(fā)展方向和潛在應(yīng)用進(jìn)行了展望。
相關(guān)工作以Progress Report發(fā)表于Advanced Optical Materials(DOI: 10.1002/adom.201900033),第一作者為華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院博士研究生張琦。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adom.201900033
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