Macromolecular Rapid Communications: 一种基于动态共价大环的超分子凝胶材料

超分子凝胶是基于非共价相互作用和自组装形成的一类软物质材料,因其具有较好的动态可调性及可逆性,近年来,在学术研究和工业运用方面获得了越来越多的关注。构建具有特定功能的超分子凝胶,是凝胶材料研究的一个重要内容。通过对超分子凝胶单体进行合理的设计,科学家们构建出许多具有多重响应性、自修复和形状记忆能力的新型功能材料,在药物递送、化学传感和柔性电子等多个领域具有潜在的应用价值。

为获得具有特定功能的超分子材料,各种各样的非共价作用力,如:氢键、π-π堆积、金属配位和主客体作用,被广泛用于构建超分子凝胶。然而,基于动态共价大环而构建的超分子凝胶却鲜有报道。动态共价大环是通过动态组合化学方法,形成的一种由热力学条件控制的新型大环化合物。由于通过动态组合化学而形成的动态组合库具有可逆性,因此,动态共价化学提供了一种极具吸引力的大环合成和修饰策略。

基于以上的思想和研究现状,西北工业大学的戚震辉教授团队,通过对间二巯基苯甲酸进行冠醚化修饰,成功构建一种基于动态共价大环的多重响应性超分子凝胶。通过MS及LC-MS证明了动态组合库中的三聚体和四聚体动态共价大环的形成。实验表明:当加入阳离子、维生素C和谷胱甘肽时,凝胶展现出固态-液态转变行为。此外,在SEM和TEM下,观察到凝胶的纤维网状结构,并通过流变仪表征了其机械性能。该实验,首次将冠醚引入动态共价大环的合成及其功能修饰中,获得了一种具有氧化还原及离子响应的超分子凝胶材料。研究结果为设计新型动态共价大环,构建功能化的凝胶材料,提供了一种新的思路和方法。

相关结果发表在Macromolecular Rapid Communications (DOI: 10.1002/marc.201800731)上,链接为https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/marc.201800731