基于主客体相互作用超分子聚合物的研究综述
摘要：超分子聚合物是超分子化学与高分子化学的交叉方向。与传统聚合物相比，超分子聚合物是单体间通过非共价键弱相互作用结合形成的。常用的弱相互作用力有主客体相互作用、多重氢键、配位作用等，弱相互作用的动态可逆性给超分子聚合物带来了热响应性、可逆形成与降解、良好的生物降解性等性能，为其在智能材料、化学传感等方面的应用奠定基础。本文从主客体之间结合方式的角度总结了超分子聚合物的种类，包括基于氢键结合、基于pi;-pi; 结合、基于双亲性分子自组装以及基于配位键，静电作用的超分子聚合物等类型和近年来冠醚、环糊精、葫芦脲和柱芳烃等大环化合物的衍生物通过主-客体作用形成的超分子聚合物凝胶材料的研究情况。
关键词：超分子聚合物；非共价作用；大环化合物；主-客体相互作用
一、文献综述
新型聚合物的开发不仅改变了我们的生活和工作方式，而且也对科学研究产生了重大影响。超分子聚合物的概念是由诺贝尔化学奖获得者、超分子化学之父Jean-Marie Lehn提出的[1]。与传统聚合物相比，由于构筑单体主要是依靠非共价作用(氢键、金属配位、主-客体作用等)来连接，所以超分子聚合物具有高动态、自修复、多刺激响应和自调整性等多种优点，因此被认为是一种“智能材料” [2-4]。自20世纪90年代以来，超分子聚合物的研究得到了飞速发展，开发出了一系列具有实际用途的产品[5]。
超分子凝胶是由分子之间通过氢键、范德华力、疏溶剂、'pi;-pi;'堆积或金属配位等超分子作用中一种或几种协同自组装形成的三维网络结构来固定大量的有机溶剂分子或水分子[6]。超分子凝胶与共价键交联形成的传统凝胶不同，更容易对外界环境的刺激做出响应[7]。近年来，超分子凝胶作为一类非常重要的软物质智能材料[8]，因其在识别[9]、药物传输[10]、组织工程[11]、催化和晶体生长[12]等方面的应用，而受到了大家的广泛关注。
1 超分子聚合物的种类
1.1 基于氢键结合的超分子聚合物
氢键的特点是合成可逆的聚合物网络中，分子间取向具有方向性和多样性，氢键作为一种理想的非共价相互作用常被用于构建具有高选择性和方向的超分子结构，但氢键这种非共价键作用键能比较弱，氢键键能一般不超过 40 kJ/mol，根据聚合度和分子间作用强度的关系，要构筑聚合度可观的超分子聚合物，必须借助多个氢键的协同作用。分子之间的氢键强度可以通过改变氢键的数量或者改变溶剂或温度进行调节。
