少女自慰西湖大学刘志常团队Nat. Synth.：二维机械互锁链甲解锁智能团聚物仿生形变才气

发布日期：2025-04-18 07:32 点击次数：103

导读少女自慰

近期，西湖大学刘志常团队在外洋顶级期刊《当然•合成》（Nature Synthesis）发表打破性效果，刘志常课题组勤快于分子张力工程计谋的开拓与拓展，建议“结晶预组织-机械键后修饰”计谋，收效合成纯有机晶态二维机械互锁团聚物（MIP）。该材料通过光控硫醇-烯点击化学完了准互锁结构的精确关环交联，薄层材料杨氏模量较块体提高47倍，为智能材料与柔性电子器件开拓开辟新旅途。

科学打破：从无序到有序的分子跳舞

传统机械互锁团聚物多遴荐柔性桥联基团（如寡聚醚链）构建动态收集，此类筹算虽可提高分子目田度，但易酿成无定形凝胶态材料，难以兼顾柔性与刚性，而引入刚性结构虽可提高材料机械强度，却因链段畅通受限导致材料可加工性权贵着落。相较于无定形凝胶材料，晶态机械互锁团聚物的长程有序脾气不仅粗略通过单晶衍射等时代精确理解分子水平上的结构特征，更为开拓微不雅机械畅通与宏不雅力学举止之间的构效经营提供了理念念的模子体系。因此，打破动态反应性与晶体有序性的协同调控瓶颈，完了纯有机晶态二维机械互锁团聚物的精确构筑，一经该限度亟待攻克的过错科学清贫。

商讨团队筹算了一种C3对称的三齿单体，可借助多种互补的非共价作用头尾赓续，可自识别启动拼装酿成晶态准互锁收集D1。化学缝合阶段，商讨者行使硫醇-烯点击化学反应在单晶内完成动态互锁。协作单晶X-射线衍射时代阐明在保管长程有序性的同期共价交联准[c2]雏菊链，原位完了以[c2]雏菊链单位为中枢的纯有机晶态二维机械互锁蜂窝收集D2的一步高效构筑。（图1）这种“结晶诱骗-化学缝合”计谋初次完了：

1)管理柔性-刚性悖论：X射线单晶衍射阐明二维机械互锁团聚物呈六方对称性（图4），结晶诱骗-化学缝合让D2粗略完了刚柔并济，即用柔性单体拼装成刚性晶态团聚物——从孑然的柔性单体到坚忍的宏不雅材料飞跃；

2)机械剥离完好度提高：团聚物块体在溶剂超声刺激下剥离至三层纳米片，形容保留了母体晶块的对称性特征（图6）——优化了二维MIPs剥离中遥远存在的结构完好性问题；

3)力反应性反常：原子力显微镜测试浮现，剥离后层状材料力反应厚度依赖的反常力学举止（图5），杨氏模量达4.23 GPa，较块体（0.09 GPa）提高47倍——迄今雏菊链系统中的机械强度增幅最大。

时代亮点：光控“分子缝合术”

团队和会两大时代：

1)结晶预组织：通过感性筹算单体识别位点少女自慰，奥密借助π-π堆积与多重氢键、疏水、静电相互作用协同启动单体自拼装，酿成超分子蜂窝模板（图2，图3）；

2)单晶到单晶（SCSC）滚动：行使光激勉硫醇-烯点击反应，在晶体原位构建[c2]雏菊链机械互锁单位（图4）。

“这相等于在分子圭臬完成‘动态编织’，既保留蜂窝收集模板的结构特色，又赋予晶体团聚物脾气。”论文通信作家刘志常莳植讲明。