機(jī)械互鎖聚合物(Mechanically Interlocked Polymers, MIPs)是高分子科學(xué)與機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)融合的產(chǎn)物，是高分子材料最新的研究方向之一。機(jī)械互鎖聚合物兼具超分子聚合物的動(dòng)態(tài)特性和共價(jià)聚合物的穩(wěn)定性。與此同時(shí)，機(jī)械互鎖基元的分子尺度微觀運(yùn)動(dòng)，如索烴的旋轉(zhuǎn)、伸長、扭轉(zhuǎn)，輪烷的滑動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等，可以在聚合物上積聚和放大，使高分子材料具有獨(dú)特的宏觀性能。相比于索烴和其它機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)，輪烷結(jié)構(gòu)在聚合物的設(shè)計(jì)、制備以及性能研究中應(yīng)用更加廣泛和深入。
近日，浙江大學(xué)黃飛鶴教授團(tuán)隊(duì)受邀在化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)綜述期刊Chemical Society Reviews上發(fā)表了題為“Mechanically interlocked polymers based on rotaxanes”的綜述論文，全面介紹了目前基于輪烷的機(jī)械互鎖聚合物的合成策略、性能表征和應(yīng)用探索，包括線性聚輪烷、聚輪烷網(wǎng)絡(luò)和輪烷樹枝狀大分子，旨在闡明輪烷組分如何影響高分子材料的結(jié)構(gòu)和性能，為新型機(jī)械互鎖聚合物的設(shè)計(jì)、合成和應(yīng)用提供新的參考。
圖1：含有輪烷結(jié)構(gòu)的各種機(jī)械互鎖聚合物
引入輪烷結(jié)構(gòu)的聚合物是機(jī)械互鎖聚合物的一個(gè)重要分支。輪烷組分的結(jié)構(gòu)、位置(主鏈或側(cè)鏈)和含量(重復(fù)單元等)，以及聚合物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(線性或交聯(lián)聚合物)的改變，能夠極大地豐富基于輪烷的機(jī)械互鎖聚合物的種類。因此，文章作者結(jié)合近年來基于輪烷的機(jī)械互鎖聚合物的研究進(jìn)展，根據(jù)聚合物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將該類聚合物分為線型聚輪烷、聚輪烷網(wǎng)絡(luò)和輪烷樹枝狀大分子。以此為主線，又結(jié)合機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)與聚合物的結(jié)合方式，將基于輪烷的不同機(jī)械互鎖聚合物分為以上幾類 (圖1)，討論了它們的合成、表征和應(yīng)用。
圖2：基于輪烷的機(jī)械互鎖聚合物的應(yīng)用
論文信息：
Mechanically interlocked polymers based on rotaxanes
Liya Chen, Xinru Sheng, Guangfeng Li,* and Feihe Huang*
Chemical Society Reviews
DOI: 10.1039/d2cs00202g
原文鏈接：https://doi.org/10.1039/D2CS00202G
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