具有聚合物潜力的多环分子轮

充当连接轮的分子可以将长分子链保持在一起，以改变软聚合物的性能。

轮烷是一种互锁的分子结构，线性“轴”分子穿透一个或多个环状“轮”分子。车轴末端的笨重组可防止车轮脱落。现在，北海道大学的研究人员将这项技术的先前成果更进一步，制造出具有与多个高分子量轴互锁的多循环轮的大轮烷。他们在《Angewandte Chemie 国际版》杂志上报告了他们的创新。

轮烷最初被认为是令人感兴趣的化学好奇物，现在正在探索其广泛的潜在应用，从下一代聚合物到分子计算、传感器技术和药物输送领域的雄心勃勃的可能性。

北海道大学的研究人员与日本其他地方的合作者正将注意力集中在制造新型网络聚合物上，其中比简单圆圈更复杂的环结构将不同的长聚合物链结合在一起。

北海道团队的高分子化学家 Toshifumi Satoh 教授表示：“我们认为这些大轮烷中的多环结构可用作非浸出添加剂，通过固定几个相邻的聚合物链而永久保留在聚合物网络中。”

3D 轮作为一种独特且高度灵活的分子交联形式，使轮和互锁聚合物链比传统的交联网络具有更大的运动自由度。结构变化应允许对软材料的性能进行精细控制，使其适用于各种工业和医疗应用。

其他研究小组在较小的分子排列方面也取得了一些类似的成功，但北海道大学的进展将该领域转移到了较大分子的领域。

研究人员利用称为聚二甲基硅氧烷(PDMS)的化学物质来制造多环，探索了聚合物化学这一重大新发展的一些可能性。他们能够构建不同数量的具有不同大小环的循环单元。当与带有短交联剂的有机硅聚合物链结合时，多环单元有效地结合到新形成的延伸、混合和联锁网络中。

“我们通过测量网络的阻尼性能来探索制造改性软材料的一些潜力，这本质上是材料吸收和减少振动的能力，”佐藤说。“这表明，相对于传统聚合物网络，我们的大轮烷在阻尼效率方面取得了显着提高。”

佐藤和他的同事现在计划探索进一步的可能性，这些可能性可以建立在他们当前进展所奠定的概念验证基础上。