機械互鎖聚合物(Mechanically Interlocked Polymers, MIPs)是高分子科學與機械互鎖結構融合的產物，是高分子材料最新的研究方向之一。機械互鎖聚合物兼具超分子聚合物的動態特性和共價聚合物的穩定性。與此同時，機械互鎖基元的分子尺度微觀運動，如索烴的旋轉、伸長、扭轉，輪烷的滑動、旋轉等，可以在聚合物上積聚和放大，使高分子材料具有獨特的宏觀性能。相比于索烴和其它機械互鎖結構，輪烷結構在聚合物的設計、制備以及性能研究中應用更加廣泛和深入。
近日，浙江大學黃飛鶴教授團隊受邀在化學領域頂級綜述期刊Chemical Society Reviews上發表了題為“Mechanically interlocked polymers based on rotaxanes”的綜述論文，全面介紹了目前基于輪烷的機械互鎖聚合物的合成策略、性能表征和應用探索，包括線性聚輪烷、聚輪烷網絡和輪烷樹枝狀大分子，旨在闡明輪烷組分如何影響高分子材料的結構和性能，為新型機械互鎖聚合物的設計、合成和應用提供新的參考。
圖1：含有輪烷結構的各種機械互鎖聚合物
引入輪烷結構的聚合物是機械互鎖聚合物的一個重要分支。輪烷組分的結構、位置(主鏈或側鏈)和含量(重復單元等)，以及聚合物的拓撲結構(線性或交聯聚合物)的改變，能夠極大地豐富基于輪烷的機械互鎖聚合物的種類。因此，文章作者結合近年來基于輪烷的機械互鎖聚合物的研究進展，根據聚合物的拓撲結構，將該類聚合物分為線型聚輪烷、聚輪烷網絡和輪烷樹枝狀大分子。以此為主線，又結合機械互鎖結構與聚合物的結合方式，將基于輪烷的不同機械互鎖聚合物分為以上幾類 (圖1)，討論了它們的合成、表征和應用。
圖2：基于輪烷的機械互鎖聚合物的應用
論文信息：
Mechanically interlocked polymers based on rotaxanes
Liya Chen, Xinru Sheng, Guangfeng Li,* and Feihe Huang*
Chemical Society Reviews
DOI: 10.1039/d2cs00202g
原文鏈接：https://doi.org/10.1039/D2CS00202G
- 上海交大顏徐州、張智濤團隊 Sci. Adv.：可拉伸的[2]輪烷橋連MXene薄膜及其在電致發光器件中的應用 2025-03-11
- 復旦大學朱亮亮課題組 ACS Macro Lett.：通過有序的光剝離技術形成聚擬輪烷納米片 2025-01-07
- 陜科大白陽團隊《Small》：可用于水下傳感的耐久型聚輪烷水凝膠傳感器 2024-10-11
- 浙江大學黃飛鶴/李光鋒團隊聯合美國德州大學奧斯汀分校 Jonathan L. Sessler教授和浙江工業大學朱藝涵教授Science Advances： 配位硼氮鍵驅動自組裝構筑聚輪烷單晶 2023-07-12
- 上海交大顏徐州課題組 JACS：解析[c2]雛菊鏈的微觀運動與其機械互鎖聚合物宏觀機械性能間的內在關聯 2022-12-26
- 上海交大顏徐州課題組《Nat. Commun.》：機械互鎖聚合物網絡中高密度[2]輪烷微觀運動的集成放大 2022-11-09
