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  動態(tài)共價鍵是一類在一定條件下（如：光、熱、濕度刺激等）可以發(fā)生可逆交換的化學(xué)鍵。將動態(tài)共價鍵引入高分子中能形成動態(tài)共價高分子網(wǎng)絡(luò)（Dynamic Covalent Polymer Network，簡稱DCPN），其具有與傳統(tǒng)熱塑性和熱固性高分子迥然不同的特性。在過去十年中，DCPN在新的動態(tài)共價化學(xué)，基本材料概念和新興應(yīng)用等方面取得了巨大的進展。該綜述聚焦于化學(xué)回收（Chemical Recycling）、自修復(fù)（Self-Healing）、固態(tài)塑性（Solid-State Plasticity）以及拓撲轉(zhuǎn)換（Topological Transformation）四個方面的進展，著重探討了功能材料的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計，并展望了DCPN如何與傳統(tǒng)熱塑性和熱固性高分子互補，共同塑造未來。

  高分子的重復(fù)利用及回收對環(huán)境保護、能源節(jié)約起到重要作用，近來討論度漸高。DCPN因在化學(xué)回收和自修復(fù)中的獨特作用而備受關(guān)注。為此，該綜述總結(jié)了DCPN在化學(xué)回收和自修復(fù)領(lǐng)域的最新進展，并從技術(shù)層面深入探討了這兩類應(yīng)用存在的本質(zhì)問題以及目前還沒有真正實現(xiàn)工業(yè)化的原因。此外，DCPN擁有傳統(tǒng)熱塑性和熱固性高分子無法提供的功能特性。其中，最重要的性能就是固態(tài)塑性，即材料在固體狀態(tài)下能發(fā)生塑性變形，從而改變永久形狀，賦予材料新的性能。擁有固態(tài)塑性的DCPN在形變裝置，人造肌肉和微納米加工等領(lǐng)域都顯示出無與倫比的設(shè)計多功能性。

  拓撲結(jié)構(gòu)決定了高分子的性能，從而影響其應(yīng)用。為達到理想性能，高分子的拓撲結(jié)構(gòu)一般經(jīng)過預(yù)設(shè)計，且在材料合成后不能改變，除非他們含有能進一步聚合的“活性中心”（例如：活性聚合）。和傳統(tǒng)結(jié)果不同的是，利用動態(tài)鍵能操縱高分子網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，可以便捷地對拓撲結(jié)構(gòu)進行后編程。由于動態(tài)鍵可以被反復(fù)激活，該綜述中提出活性網(wǎng)絡(luò)（living network）的概念，認為拓撲結(jié)構(gòu)能轉(zhuǎn)變的DCPN可以被看作活性網(wǎng)絡(luò)。這一概念強調(diào)了合成后網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的改變，包括高分子網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)進化和增長。綜述中列舉了三類利用不同機理實現(xiàn)的拓撲轉(zhuǎn)換：利用活性鏈增長實現(xiàn)的拓撲轉(zhuǎn)換、模板誘導(dǎo)的拓撲切換和拓撲異構(gòu)（Topological Isomerization），總結(jié)了它們的顯著特征和優(yōu)勢，并以此驗證了活性網(wǎng)絡(luò)的概念。

  總而言之，與傳統(tǒng)熱固性和熱塑性高分子不同，動態(tài)共價高分子是一類具有獨特性能的高分子材料，未來有望與傳統(tǒng)高分子一起為人類社會增光添彩。近日，該長篇綜述評論文章在國際權(quán)威綜述期刊《Chemical Reviews》上發(fā)表，題為“Dynamic Covalent Polymer Networks: A Molecular Platform for Designing Functions beyond Chemical Recycling and Self-Healing”，通訊作者為謝濤教授，第一作者為鄭寧博士。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.0c00938