具有金属主链的聚合物

导读 到目前为止,已经很清楚:你可以拥有金属或塑料,但不能两者合二为一。但是,事情不必保持这种状态。在Angewandte Chemie杂志上,一个中国

到目前为止,已经很清楚:你可以拥有金属或塑料,但不能两者合二为一。但是,事情不必保持这种状态。在Angewandte Chemie杂志上,一个中国研究小组现在报道了一种具有金属主链的聚合物,该聚合物具有导电性,热稳定性,并且具有有趣的光电特性。

由于金属和非金属原子的电子结构不同,很难赋予聚合物金属的高导热性和导电性等特性。具有金属主链的聚合物可以结合这两种材料的优点,并开辟具有新颖功能的材料。问题在于金属原子之间的弱键,它不能像传统聚合物的非金属原子那样稳定聚合物主链。由王国伟王和彭辉生领导的团队现在已经成功地合成了一种稳定的聚合物,其骨架由镍原子制成。

复旦大学和华东理工大学(中国上海)的团队使用具有四个结合位点的圣杯形分子(calixarene)作为金属聚合物的“支架”。他们将四条聚(氨基吡啶)链连接到杯状体上,钙沙轮将四条链捆绑并平行排列。链的合成可以从单个构建块逐步进行,也可以将几个较大的块连接在一起。

通过使用迭代合成程序,其中保护基团和端盖被结合然后移除,该团队能够产生等长的链。然后他们进行金属化。链分子的氮原子可以结合镍。它们彼此之间的距离与金属-金属键的距离完全匹配,导致镍原子在一条线上连接在一起。如X射线结构分析所示,四条聚(氨基吡啶)链以螺旋形式缠绕镍链并使其稳定。因此,该团队能够合成具有镍骨架和精确控制长度的聚合物。他们生产了具有21到<>个镍原子的版本。有趣的是,镍原子之间的距离随着链长的增加而减小,从而加强了Ni-Ni键。

新材料可以导电,热稳定,并且可以在溶液中加工。它们在窄带隙中表现出很强的长度依赖性光吸收,这对于光电器件和半导体来说是有希望的。新的合成策略也可以扩展到其他过渡金属,如铜和钴。