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  超分子聚合物是高分子科學(xué)與自組裝技術(shù)交叉融合所產(chǎn)生出的新研究方向，兼具傳統(tǒng)聚合物和易加工、環(huán)境響應(yīng)和自修復(fù)等特性。偶氮基超分子聚合物因?qū)庹铡囟取H值等外界刺激具有快速、智能的響應(yīng)，而成為分子馬達(dá)、形狀記憶、液晶材料、太陽(yáng)能熱存儲(chǔ)、編碼與讀取、智能加密等領(lǐng)域潛在的應(yīng)用材料之一。

圖1  文章封面

  近日，天津大學(xué)封偉教授團(tuán)隊(duì)撰寫(xiě)了題為“Structural Design and Application of Azo-based Supramolecular Polymer Systems”的特邀綜述，梳理總結(jié)了近十幾年來(lái)偶氮基超分子聚合物材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及其相關(guān)應(yīng)用的重要發(fā)展歷程，同時(shí)，結(jié)合本團(tuán)隊(duì)的研究成果，預(yù)測(cè)和展望了未來(lái)偶氮基超分子在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用的新思路。該論文最近在Chinese Journal of Polymer Science期刊上作為第12期封面文章正式發(fā)表（Doi: 10.1007/s10118-019-2331-z）。

圖2  文章摘要圖

  偶氮及其衍生物作為一類小分子，不同環(huán)境下可實(shí)現(xiàn)兩種不同異構(gòu)體的可逆光化學(xué)轉(zhuǎn)變，通過(guò)超分子作用實(shí)現(xiàn)偶氮基團(tuán)與聚合物的結(jié)合，使偶氮基超分子聚合物兼具操縱分子運(yùn)動(dòng)功能，快速、溫和、可逆的作用。此外，由于偶氮基超分子聚合物的反式異構(gòu)體具有一定的熱力學(xué)穩(wěn)定性，異構(gòu)化過(guò)程中無(wú)副產(chǎn)物，因此當(dāng)今研究涵蓋儲(chǔ)能、機(jī)械傳動(dòng)和智能傳導(dǎo)等各個(gè)領(lǐng)域。

  文章主要分為五個(gè)部分。第一部分梳理了偶氮基超分子體系的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理；在第二和第三部分，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，分別探討了制備偶氮基超分子聚合物的分子間相互作用（主客體相互作用、氫鍵和靜電相互作用）和典型分子結(jié)構(gòu)（主鏈、側(cè)鏈和樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)）。第四部分整理了近幾年偶氮基超分子的最新研究成果，重點(diǎn)介紹了多功能傳感器、液晶、探測(cè)器和光熱儲(chǔ)能四個(gè)方面的應(yīng)用探索。最后，在第五部分，對(duì)偶氮基超分子聚合物的瓶頸問(wèn)題、發(fā)展方向、應(yīng)用前景以及面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了展望。

圖3  基于偶氮基超分子的不同驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)機(jī)理

圖4  偶氮基超分子在液晶方面的應(yīng)用

圖5  偶氮基超分子在儲(chǔ)熱方面的應(yīng)用

  總之，發(fā)展新型超分子聚合體系和可控聚合策略，探索非共價(jià)鍵的加合性對(duì)于超分子聚合物性質(zhì)的影響規(guī)律，構(gòu)建基于超分子聚合物及其復(fù)合材料并實(shí)現(xiàn)其功能應(yīng)用，有助于拓展超分子聚合體系在生命、環(huán)境、信息、能源等領(lǐng)域的應(yīng)用，展望偶氮基超分子聚合物領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展。

  該論文的第一作者為博士生研究生俞慧濤，通訊作者為封偉教授，論文得到國(guó)家杰出青年基金（51425306），國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支持。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s10118-019-2331-z