清华大学许华平教授课题组专论：含硒动态共价高分子

动态共价键是一种在外界刺激下能够发生断裂、生成、重组的特殊化学键。由于动态共价键兼具稳定性和动态性，将它们引入高分子材料中可以在保证材料强度的同时提供独特的响应特征。例如，对自修复材料、形状记忆材料、可降解/再生材料的研究中均涉及到动态共价键。

硒元素是人体必需的一种微量元素。相比于硫元素，硒元素的原子半径更大且电负性更低，因此含硒化合物的化学活性往往比相同结构的含硫化合物更高。近年来，清华大学许华平教授课题组发展了一系列含硒动态共价键，包括Se―Se键、Se―S键、Se―Te键、Se―N键等。其中Se―Se键、Se―S键、Se―Te键分别对不同波长的光具有灵敏的响应性。例如，Se―Se键可以通过自由基机理，在可见光辐照下发生可逆的动态交换反应（图1）。

图1 二硒动态共价交换反应及其机理研究

将这些独特的含硒动态键引入高分子材料中能够赋予材料特殊的功能。清华大学许华平教授课题组设计合成了含有二硒键的聚氨酯弹性体，利用二硒键的动态交换反应可以实现弹性体在可见光辐照下的自修复过程。他们还制备得到了一种含有二硒键的环氧树脂，利用二硒键的动态交换可以选择性释放材料的内应力，实现信息存储的功能（图2）。此外，基于含硒动态化学的高分子还能用于形状记忆材料、光塑性材料、光控图案化材料及生物医用材料等领域。

图2 含二硒键的环氧树脂用于信息存储材料

上述工作以题为“含硒动态共价高分子”专论形式发表在《高分子学报》2020年第11期（2020，51(11): 1190-1200, doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20134），夏嘉豪博士是该专论的第一作者，许华平教授为通讯作者。该项工作得到国家自然科学基金(基金号21734006，21821001)资助。

许华平 教授

清华大学化学系

许华平，男，1978年生。清华大学化学系教授。2001年和2006年分别在吉林大学化学学院获得学士和博士学位，导师为张希院士。2004年4月 ~ 2005年3月，在比利时鲁汶大学交流学习1年。2006年8月 ~ 2008年7月在荷兰Twente大学从事博士后研究。2008年7月在清华大学化学系工作，2014年起为清华大学化学系教授。2014年获国家自然科学基金委“杰出青年科学基金”资助。2017年起担任美国化学会ACS Biomaterials Science & Engineering副主编。任北京市化学会副秘书长、中国化学会化学教育学科委员会副主任委员、青年工作者委员会委员。主要研究方向为含硒高分子。

夏嘉豪, 谭以正, 许华平. 含硒动态共价高分子. 高分子学报, 2020, 51(11): 1190-1200
Jia-hao Xia, Yi-zheng Tan and Hua-ping Xu. Selenium-containing Dynamic Covalent Polymers. Acta Polymerica Sinica, 2020, 51(11): 1190-1200
doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20134

（来源：高分子学报 版权属原作者 谨致谢意）