蘇州納米所王錦等Prog. Mater. Sci.綜述：聚合物封端的環(huán)糊精聚輪烷烷——從功能化到應(yīng)用
基于環(huán)糊精（cyclodextrin）的聚輪烷(Polyrotaxane)是一種機械互鎖結(jié)構(gòu)的超分子體系，在催化反應(yīng)、分子開關(guān)、藥物控釋、基因載體、傳感器、食品和化妝品領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。特別是以環(huán)糊精為環(huán)狀分子的聚輪烷，環(huán)糊精上的功能羥基，賦予了此類聚輪烷二次改性的潛力，為構(gòu)建動態(tài)高分子網(wǎng)絡(luò)提供了重要基礎(chǔ)。為此，中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所王錦研究員與北京理工大學(xué)馮增國研究員和葉霖教授長期合作，分別參與了葉霖教授牽頭撰寫的《環(huán)糊精自組裝——一種新型超分子材料的制備與應(yīng)用》與《環(huán)糊精化學(xué)——從超分子自組裝到材料應(yīng)用》兩本書籍，并受邀共同在Progress in Polymer Science期刊撰寫了環(huán)糊精聚合物的綜述文章，系統(tǒng)討論并歸納了環(huán)糊精聚合物的結(jié)構(gòu)種類、合成方法，以及在藥物載體中的應(yīng)用（Prog. Polym. Sci. 2021, 118, 101408）。
最近，基于前期持續(xù)合作的研究成果，中國科學(xué)院蘇州納米所王錦研究員與北京理工大學(xué)葉霖/馮增國教授、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院蘇偉教授、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京康復(fù)醫(yī)院劉宗建教授，以及韓國天主教大學(xué)Dae Hyeok Yang教授等合作，在 Progress in Materials Science發(fā)表綜述論文Polymer modified cyclodextrin-based polyrotaxanes: From functionalization to applications，全面系統(tǒng)地總結(jié)了聚合物封端的環(huán)糊精聚輪烷的高分子改性合成策略、近年來的相關(guān)研究進展，以及作為功能材料在電子器件、高性能高分子、細胞分化、藥物控釋，以及刺激響應(yīng)材料中的廣泛應(yīng)用（圖1）。該綜述著重對聚合物改性的環(huán)糊精聚輪烷進行了基于結(jié)構(gòu)的分類，分別為嵌段型聚輪烷共聚物，即聚輪烷作為嵌段共聚物的主體鏈段；接枝型聚輪烷，即聚合物作為支鏈接枝在聚輪烷鏈段上；以及交聯(lián)型聚輪烷，即通過聚輪烷分子內(nèi)交聯(lián)形成的聚合物網(wǎng)絡(luò)（圖2）。論文還詳細探討了環(huán)糊精聚輪烷的獨特優(yōu)勢，以及三種不同結(jié)構(gòu)賦予環(huán)糊精聚輪烷的潛在性能，歸納了結(jié)構(gòu)-性能-應(yīng)用的構(gòu)效關(guān)系等。上述梳理為未來相關(guān)材料的設(shè)計合成和應(yīng)用提供了及時全面的參考。
圖1 聚合物封端的環(huán)糊精聚輪烷結(jié)構(gòu)與應(yīng)用
圖2 聚合物封端的環(huán)糊精聚輪烷種類：（a）嵌段型；（b）接枝型；（c）交聯(lián)型
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