可控超分子聚合

Although the study of supramolecular polymers based on non-covalent interactions has made considerable progress, it remains an important question that needs to be solved, that is, how to achieve a controlled supramolecular polymerization? To this end, we propose a number of new ideas for achieving controlled supramolecular polymerization in this project, including: (1) covalent polymerization of supramonomers, to prepare supramonomers based on non-covalent interactions, and then to achieve well-structured supramolecular polymers through covalent polymerization of the supramonomers; (2) controlled supramolecular polymerization by self-sorting, namely, to design supramolecular polymerization systems promoted and controlled by self-recognition effect based on the same kind or different type of non-covalent interactions; (3) dissipative controlled supramolecular polymerization through the combination of dissipative self-assembly and supramolecular polymerization. We expect to establish several new methods of controlled supramolecular polymerization, to study the thermodynamics and kinetics of supramolecular polymerization, and thus providing new ways for preparing reversible, biodegradable and self-healing supramolecular materials.

尽管基于非共价键相互作用的超分子聚合物研究取得了长足的进步，但如何实现可控的超分子聚合仍然是一个尚待解决的重要问题。针对此问题，我们提出了实现可控超分子聚合的一些新的思路，包括：(1) 超分子单体的共价聚合，即先基于非共价键相互作用形成可以聚合的超分子单体，再利用该超分子单体的共价聚合来实现具有特定结构的超分子聚合物；(2) 自识别可控聚合，即利用基于同种或者异种的非共价键相互作用的自识别效应，设计自识别驱动并可控的超分子聚合体系，有效地控制超分子聚合物的聚合度；(3) 将耗散动态组装的思想与超分子聚合相结合，建立耗散超分子可控聚合的新方法。期望通过该项目的研究建立可控超分子聚合新的方法，研究超分子聚合反应的热力学和动力学，为可逆、可降解和自修复功能超分子材料的制备提供新的途径。

在重点项目的资助下，我们按计划开展了超分子单体的共价聚合、自识别超分子聚合和耗散超分子聚合等三个方面的研究，并取得了一些重要研究成果：（1）基于超分子单体的共价聚合，可控地制备了线形、交联等拓扑结构的超分子聚合物，以及超分子微凝胶、超分子水凝胶敷料等超分子聚合物材料，它们具有可逆可降解等特点。（2）基于单体间的自分类识别，可控地制备了主链型及侧链型超分子聚合物，并利用超分子聚合物的富集效应和动态性质，构筑了高效、可降解的超分子聚合物型抗菌剂。（3）建立了光供能的耗散超分子聚合新方法，将超分子聚合从热力学平衡态推进至远离平衡态，构建了远离平衡态的超分子聚合物体系。（4）建立并发展了超分子界面聚合、超分子催化聚合、动力学控制的超分子聚合等可控超分子聚合的新方法。基于建立的可控超分子聚合新方法，我们制备了一系列结构明确、可逆调控的超分子聚合物，并探索了超分子聚合物在伤口敷料、抗菌材料和化疗药物载体等方面的应用。项目已完成了预定的研究目标。项目执行期间已发表论文32篇（第一标注），包括Angew. Chem. Int. Ed. 4篇，CCS Chemistry 1篇，ACS Macro Lett. 6篇，Macromolecules 1篇，Polym. Chem. 4篇，高分子学报2篇。