科学家用锁子甲原理“编织”刚柔并济聚合物

中国青年报客户端讯(中青报·中青网记者 李剑平)北京时间4月15日19时,西湖大学理学院刘志常课题组在《Nature Synthesis》(《自然-合成》)发表研究成果。该课题组利用“结晶预组织-机械键后修饰”策略,成功合成纯有机晶态二维机械互锁聚合物(MIP),为智能材料与柔性电子器件开发开辟新的路径。

结晶预组织。西湖大学 供图
锁子甲是一种在古代战争中使用的金属铠甲,最早出现在2000多年前的黑海北部,后传入我国又叫“环锁铠”,一个铁环与相邻的多个铁环套扣在一起形如网锁,既能抵挡住刀剑攻击,又能带来相对柔软与灵活的穿着体验。
机械互锁分子属于国际前沿研究,发展出一种全新的人工合成分子机器,改变大众对传统化学键的理解。刘志常课题组成功合成一张二维的分子“锁子甲”,并从六棱柱上剥离出厚度由几纳米到几百纳米不等的薄片,完整地保留母体晶块六边形的对称性特征。
此外,传统的机械互锁聚合物多采用一种叫“柔性基团”的链接方式,要么太灵活,容易形成无定形的凝胶态;要么引入刚性结构后,损失灵活性,难以在柔性和刚性之间取得平衡。刘志常课题组合成的结构,以孤立的柔性单体,组装成刚性的晶态聚合物,解决了传统机械互锁聚合物普遍存在的刚性与柔性。 

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