新刺激源响应大分子的构筑与可控自组装

刺激响应性大分子可以定义为一类智能聚合物体系，它能够接收外部环境输入的一个或多个刺激信号，通过改变自身化学结构、相态或聚集过程的方式，同时对外输出一个或多个功能表达。刺激响应大分子因其智能性行为，现已在化学、生物、材料、物理等多个学科和交叉领域具有广泛的应用潜力和价值。根据刺激响应大分子所处的相态不同，可以分为以下两类：1）微观溶液。溶液相内的刺激响应大分子主要通过自组装形成多样的纳米或微米结构，这些微观自组装体在生物医药、载体输运、纳米催化等诸多前沿领域展现出极高的应用价值，一些成熟的刺激响应性聚合物组装功能体已经开发成相对应的工业成品；2）宏观材料。聚合物很容易制备成膜、凝胶或加工成固相材料，在其中引入刺激响应性，可以使材料展现出非同寻常的智能性特点，在生物机器、储能材料、膜分离、仿生材料、生化传感器中一展身手。刺激响应性大分子已发展了近30年，取得了很多瞩目的成果。但现阶段，在刺激源、聚合物结构、功能特性三个方面还有一些亟待解决的重要问题。特别是如何通过合理的分子设计，在预先调控好聚合物体系的功能特性，并将各种功能性在同一种聚合物内进行可程序化的集成或操控，这将是未来智能大分子领域的研究热点，对这一挑战的探索，将为未来如何制备各种智能材料夯实基础，并提供一系列有价值的研究策略。