上海
【摘要】
分子（MIM）具有独特的结构和非传统的自由度，这些自由度源自通过精确的机械键合实现的定义良好的拓扑结构。因此，将MIMs纳入材料中可以提供一种发现新的和涌现的宏观特性的途径。该文介绍了一种基于邻菲罗啉的[2]链烷交联剂的合成及其在聚丙烯酸酯有机凝胶中的应用。具体而言，Cu（I）金属化和去金属化被用作凝胶后策略，通过控制集成MIMs的构象运动来调节凝胶的力学性能。通过热引发自由基聚合制备有机凝胶，并将Cu（I）金属添加到MeOH中至预处理的膨胀凝胶中。通过添加氰化锂并清洗凝胶，实现了凝胶的脱金属化。杨氏模量和剪切模量以及拉伸强度的变化通过振荡剪切流变学和拉伸试验进行量化。所报告的方法提供了一种使用金属和定义良好的链烷拓扑结构作为凝胶网络结构一部分的凝胶化后机械性能调节的通用方法。
【主图解析】
本文要点：
（1）Cu(I) 金属化和去金属化被用作凝胶化后的策略，通过控制集成 MIM 的构象运动来调整凝胶的机械性能。有机凝胶是通过热引发的自由基聚合制备的，并且在 MeOH 中将 Cu(I) 金属添加到预处理的溶胀凝胶中。无色溶胶变成红色说明络合成功，Cu(I) 已经与交联剂结合。同时，作者利用表征技术发现凝胶的形态发生显著变化，而交联剂的金属化则是造成凝胶形态变化的原因。之后，通过添加氰化锂并洗涤凝胶来实现凝胶的脱金属。杨氏模量和剪切模量以及拉伸强度的变化通过振荡剪切流变学和拉伸测试进行量化。
图1：（a） 基于金属的对凝胶网络中基于[2]链烷的交联剂构象运动的控制。（b） [2]链烷相对于“锁定的”Cu（I）-[2]链酸酯可获得的不同类型的构象运动。
（2）所报道的方法提供了一种使用金属和结构清晰的链烷拓扑作为凝胶网络架构的一部分的凝胶后调整机械性能的通用方法。同时，该种方法也为提高柔软材料的耐用性和循环性的研究提供了新思路。
图3：（a） 描述将基于[2]链烷的交联剂14并入基于MEA的有机凝胶中，然后使用金属化/脱金属化对凝胶网络进行合成后修饰的方案。（b） 治疗期间循环的凝胶图片。标尺刻度以厘米为单位。（c） 与链烷14预转移交联的凝胶的ESEM图像。（d） ESEM图像偏移后。圆圈表示为ESEM-EDX探测的区域。
相关论文以题为Metalation/Demetalation as a Postgelation Strategy To Tune the Mechanical Properties of Catenane-Crosslinked Gels发表在《J. Am. Chem. Soc.》上。通讯作者是美国华盛顿大学Jonathan C. Barnes教授。
参考文献：
doi.org/10.1021/jacs.2c03166
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