近日，我院史文颖副教授、吕超教授团队在《Nat. Commun.》发表题为“Oriented arrangement of simple monomers enabled by confinement: towards living supramolecular polymerization” (Nat. Commun.2021, https://www.nature.com/articles/s41467-021-22827-4)的文章。
超分子聚合物的“活性”是指其可以重复多次从活性端伸长。目前，已经开发了各种策略的活性超分子聚合物。但是，由于超分子的活性聚合是针对特定的系统，需要对单体结构进行精确的调节和多步修饰，极大地限制了它们的通用性和应用范围，因此，在单体的设计上仍然面临着严峻的挑战。为了突破当前的瓶颈，使用简单的可商购单体制造超分子聚合物是一种有效的方法。然而，由于热力学自发成核，使用简单的单体来制备活性超分子几乎不可能实现。因此，解决该问题的关键是合理选择组装途径，提高成核步骤中的活化势垒，以使具有简单单体的超分子聚合物的伸长得以实现。
我们利用水滑石纳米材料的限域效应，使得各种简单单体成功地形成了具有可控长度和窄分散性的活性超分子聚合物。以简单的芘衍生物为例，聚合度可以达到约6000。动力学研究表明，水滑石克服了巨大的能垒，可以抑制单体的无序聚集、阻止有序组装的亚稳态活性超分子聚合物的分解，促进活性超分子聚合物种子诱导的超分子聚合物的快速生成。我们建立的活性超分子制备策略具有普适性，这将推动功能分子活性聚合的探索，促进功能性超分子聚合物的发展。