金属超分子聚合物的多重竞争调控机制研究及其在超分子功能材料中的应用

Stimuli-responsive supramolecular metallopolymers (SRSMs) showed promising applications in the field of smart materials, meanwhile, it is faced with many challenges such as how to realize the specific selectivity for the stimuli-response, how to give unambiguous signal for certain stimulus and how to expand the stimuli-response properties of SRSMs. In view of these, for the purpose of getting a novel and efficient way to expand the stimuli-response properties of SRSMs and improve the signal reporting property and stimulus-responsiveness, this project introduced a novel “multi-competitive control mode” into the design of SRSMs. By rationally introduced various well-designed multi-competitive control interactions into the supramolecular gel, we could efficiently expand the stimuli-response properties of SRSMs. The “multi-competitive control mode” could be introduced into the supramolecular metallopolymers by rationally introduce different metal ions, metal ions groups or metal ions-anions groups into the supramolecular metallopolymers. This project will study the influence of different metal ions, metal ions groups or metal ions-anions and monomer structure on the self-assembly, signal reporting, and stimuli-response properties. This project will also study the ions, molecule and gas response and absorption properties and response mechanism of the SRSPs. Therefore, this project has important academic value and the promising application perspective.

刺激响应型金属超分子聚合物有着诱人的应用前景，同时也面临众多挑战，如稳定自组装的实现、专一选择性刺激响应的实现、刺激响应信号的可视化输出、刺激响应性能的丰富和拓展等。为了解决这些挑战，本项目在前期工作的基础上，在金属超分子聚合物中创新性的引入“多重竞争控制机制”来调控金属超分子聚合物的刺激响应性能。其核心思路是：在超分子聚合物中合理的设计引入不同金属离子、不同金属离子组合或不同金属离子-阴离子组合；通过这些金属离子或离子组合与超分子聚合物单体分子和客体离子、分子之间的竞争配位或竞争氧化还原作用来实现对超分子聚合物自组装和刺激响应性能的调控。这将很好的丰富和促进超分子聚合物的刺激响应性能。本项目将系统研究单体分子构型、不同类型金属离子选择、离子组合与搭配方式等因素对金属超分子聚合物自组装、刺激响应和信号输出等性能的影响以及刺激响应机理及构效关系。该研究具有一定的学术意义和应用前景。

刺激响应型金属超分子聚合物有着诱人的应用前景，同时也面临众多挑战，如稳定自组装的实现、专一选择性刺激响应的实现、刺激响应信号的可视化输出、刺激响应性能的丰富和拓展等。为了解决这些挑战，本项目在前期工作的基础上，在金属超分子聚合物中创新性的引入“多重竞争控制机制”来调控金属超分子聚合物的刺激响应性能。其核心思路是：在超分子聚合物中合理的设计引入不同金属离子、不同金属离子组合或不同金属离子-阴离子组合；通过这些金属离子或离子组合与超分子聚合物单体分子和客体离子、分子之间的竞争配位或竞争氧化还原作用来实现对超分子聚合物自组装和刺激响应性能的调控。这些设计丰富和促进了金属超分子聚合物的刺激响应性能。本项目系统研究单体分子构型、不同类型金属离子选择、离子组合与搭配方式等因素对金属超分子聚合物自组装、刺激响应和信号输出等性能的影响以及刺激响应机理及构效关系。成功设计合成并制备了多个系列的基于金属超分子聚合物的智能材料，这些材料在离子检测与污染处理、细胞成像与生命体系中有毒离子的检测等方面有较好的应用前景。因此，该项目取得的成果不仅为刺激响应性金属超分子聚合物的研制提供了理论积累，具有一定的学术意义，而且还具有良好的应用前景。