我們賴以生存的自然界是一個持續動態的系統。自然界中存在著大量的刺激響應系統,它們能夠在外界刺激下發生相應的應激行為。這些獨特的動態系統給化學家和材料學家帶來的諸多啟示。利用有機合成的手段,去構建具有應激響應行為的分子系統和功能材料,成為了材料化學領域的重要研究方向。超分子聚合物是一類利用非共價鍵連接形成的動態聚合物,能夠將分子尺度的動態性延伸到宏觀聚合物材料的動態性上,因此成為構建具有應激行為的智能軟材料的重要手段。
此前,許多工作報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控非共價鍵的鍵合強度,從而實現超分子聚合物的聚合和解聚合。這些體系可以在光的遠程控制下有效地實現組裝體和解組裝體的切換,在一些領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用。
最近,華東理工大學的田禾院士、曲大輝教授研究團隊通過總結近年來光響應超分子聚合物的進展,對新一代光響應超分子聚合物的研究進行了深入討論和展望。不同于曾經多數報道過的光控解離系統,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構,而其宏觀形狀或性質在光照調控下發生可控的變化。這樣的應激響應方式更加接近于生命體中的生物分子機器的運行機制。化學家們通過對分子結構單元的精心設計,實現了用光刺激調控聚合物的多項性質,包括形貌,發光,自修復,宏觀形狀,形狀記憶等,構建了一系列光響應智能軟材料,展現了利用光來遠程調控聚合物動態性質的優勢。作者針對這些功能導向的合成聚合物體系的設計思路和構建方法展開了詳細的總結與討論,并對這些智能材料的未來發展方向和潛在應用進行了展望。
相關工作以Progress Report發表于Advanced Optical Materials(DOI: 10.1002/adom.201900033),第一作者為華東理工大學化學與分子工程學院博士研究生張琦。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adom.201900033
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