高分子/無機復合材料是一類含有金屬中心的功能軟材料。它們既具有高分子材料的可加工性和可控自組裝特點，又展示了基于金屬組分的功能特性。盡管這類型材料的合成和自組裝結構已經有了一些研究，但是高分子的分子量如何影響了無機物的功能特性這一問題尚未有研究報道。
利用嵌段共聚物和金(I)配合物的配位取代反應或靜電相互作用，蘭州大學卜偉鋒教授課題組最近在溶液中構建了一系列以金(I)配合物/聚合物復合體系為核，以中性嵌段為穩定殼層的膠束。其中，源于金(I)···金(I)相互作用的吸收帶和磷光發射帶大大增強，而且隨著非配位聚苯乙烯或者聚丙酸根分子量的增加，發光增強的程度依次增加（Soft Matter 2018, 14, 31; Soft Matter 2018, 14, 3521）。
在此基礎上，結合前期以多酸簇合物為核，以聚苯乙烯為支鏈的超分子星形聚合物方面工作（Chem. Commun. 2012, 48, 7067; Macromolecules 2014, 47, 7158），卜偉鋒教授課題組進一步思考高分子如何影響了磁性簇合物的磁性。近年來，金屬配體或配體控制的鑭系離子水解與陰離子模板相結合已經產生了許多具有新穎拓撲結構和獨特磁性的高核鑭系陽離子簇合物。然而，由于其晶體較差的可加工性和環境敏感性的配位模式，將這些簇合物的進一步加工并開發成與應用直接相關的磁性功能軟材料和器件在技術上具有很大的挑戰性。
圖 1. 聚合物包覆的高核鑭系簇合物（PEC-1、PEC-2、PEC-3）的制備過程及其在二氯甲烷中自組裝形成的囊泡結構。
卜偉鋒教授課題組報道了一種溫和條件下制備鑭系簇合物的磁性軟材料的普適性方法。他們利用[Gd52Ni56(IDA)48(OH)154(H2O)38]?(NO3)18?164H2O（Gd52Ni56, IDA = 亞氨基二乙酸鹽）與末端帶有磺酸基團的聚乙二醇單烷基醚的靜電組裝，制備得到一系列聚合物包覆的高核鑭系簇合物（PECs，圖1）。通過精準調節聚合物鏈的長度來控制殼層的厚度，從而可控地減少了簇合物之間的磁相互作用（圖2），并實現了簇合物磁性的單分子狀態。該系列簇合物能溶于有機溶劑，在溶液中自組裝能形成囊泡。其中水溶性的PEC-3是一種優異的活體內磁共振成像造影劑。
圖 2. 在1000 Oe外場下, Gd52Ni56、PEC-1、PEC-2、PEC-3的χMT對T的數據圖。
相關成果以“Polymer-Encapsulated Lanthanide-Containing Clusters as Platforms for Fabricating Magnetic Soft Materials”為題發表在ACS Appl. Mater. & Interfaces 2018, 10, 16947。論文的第一作者為蘭州大學化學化工學院賀群博士，通訊作者為卜偉鋒教授，共同通訊作者為廈門大學孔祥建教授與北京化工大學俞丙然副教授。
