黄飞鹤课题组在离散型金属大环超分子聚合物方面取得进展
来源：浙江大学化学系
发布时间：2013-09-17
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自然界存在着许多高效且精确的自组装过程，尤其在生命体中，自组装更是其本质内容之一，例如DNA正是通过自组装来实现复制与转录功能的。受此启发，科学家一直致力于设计与开发结构与功能并重的先进材料。超分子聚合物不但拥有传统聚合物的部分性质和功能，而且具备可降解性、刺激响应性以及自愈合等功能，可用来制备各种智能材料。然而，随着对超分子聚合物研究的深入，如何设计出具有特殊结构的小分子单体、挖掘出新的超分子聚合驱动力、制备出具有特殊拓扑学与功能的超分子聚合物材料一直是材料化学家、高分子化学家和超分子化学家们面临的共同难点与研究热点。
针对这一研究难点与热点，浙江大学化学系黄飞鹤课题组与美国犹他大学化学系Peter J. Stang课题组展开国际间交流合作，通过利用金属配位化学高效地制备了含有四重氢键位点修饰的离散型金属大环。研究发现，通过聚合菱形的大环单体，可以得到线性的菱形聚合物，该聚合物在二氯甲烷中自组装形成了纳米棒结构。进一步，通过简单地改变组装基元，菱形的单体可以转变为六角形单体，从而超分子聚合得到了六角形的超分子聚合物网络结构。该结构展示出了良好的高分子性质，例如良好的溶胀效应。令人惊讶的是，从该网络结构可以制备出微米级纤维，这种纤维展示出了良好的柔韧性与延展性，可以打出纤维结。研究发现，通过引入离散的大环进入超分子聚合物中，可以给得到的超分子聚合物提供额外的适应性。例如离散大环的受力形变和裂解，这都为我们所制备的超分子聚合物材料提供了良好的力学基础。该研究成果于近期发表在《美国科学院院刊》上(Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, DOI: 10.1073/pnas.1307472110.http://www.pnas.org/content/early/2013/09/04/1307472110.full.pdf+html?sid=a8ee2342-a375-4271-bb68-569aca3c4772)。
该论文的第一作者为博士研究生颜徐州，他2009年加入黄飞鹤超分子化学课题组，目前主要从事超分子聚合物材料、离散型金属大环的自组装及材料性质研究。四年间发表SCI论文41篇，被引用700多次，H因子为16。其中第一作者论文14篇，通讯作者论文3篇，第一作者和通讯作者论文的影响因子之和为129。该工作得到了“浙江大学资助博士研究生开展国际合作研究与交流”项目、国家自然科学基金（91027006, 21125417），中央高校基本科研业务费（2012QNA3013）和美国自然科学基金（1212799）的资助。
