超分子聚合物研究进展
摘要：超分子聚合物的功能与其自身结构有着十分密切的关系，超分子聚合物结合了超分子与高分子两者的优点，正日益受到各个领域的研究者的关注。由于主客体相互作用就是大自然生物体中最常见的相互作用，从自然中获得灵感，所以将基于主客体相互作用的超分子聚合物用于人造肌肉、人造膜、生物酶、化学存储器、分子分离体系、活性酶的固定、组织工程、药物载体等方面上，将有非常好的适用性。但目前来说，由于发展时间短，此类超分子聚合物还有着许多缺点和不足。比如说，超分子聚合物本身材料的强度并不好，目前研究出来的超分子聚合物材料运用条件较苛刻，若要大规模使用，生产产能不高。这些不足都是作为一个新兴材料必然会出现的问题。若是能很好的解决这些问题，相信基于主客体相互作用的超分子聚合物将会拥有很好的应用前景。
关键词：超分子； 非共价键；
一、文献综述
1、基于主客体相互作用的超分子聚合物的概念
自1967年佩德森（Charles Pedersen）合成了冠醚并发现其络合碱金属离子的特性[1]之后，这一类大环分子就因其潜在的运用前景，开始受到大家广泛的关注。1974 年克拉姆（Donald James Cram）合成、研究了一类具有光学活性的冠醚以模拟酶和底物之间的相互关系，继而提出了主客体化学[2]的概念。法国 Louis Pasteus 大学的莱恩（Jean-Marie Lehn）发展了一类氮杂穴醚，在分子识别的研究中发现了分子相互识别的决定性因素，并于 1978 年提出了超分子化学（Supramolecular Chemistry）[3]的概念，这三位教授因其在发展与开拓超分子化学方面的成就分享了 1987 年的诺贝尔化学奖，这也标志着超分子化学得到了学术界的认可，发展成为一门独立的学科。2005 年，Science 杂志出版专刊，提出了 21 世纪亟待解决的 25 个重大科学问题， “化学自组装”是其中唯一的化学问题[4]。作为高度交叉的学科，超分子化学已经广泛的应用到纳米科学、材料化学等各个领域中。
与传统意义上的主客体化学相比，超分子化学方向的主客体化学主要是研究冠醚、环糊精、杯芳烃等超分子主体分子与客体分子之间的相互识别作用。但该中主客体识别体系的尺寸较小，无法将其直接应用到材料化学领域，因此需要在单一的主客体识别体系的基础上，运用其他的非共价键作用，使之进一步自组装形成结构有序的超分子聚集体。通过这种进一步的自组装，改变了主客体分子的尺寸，改善了超分子聚集体的性能，从而成功的将传统的主客体体系运用到了分子器件、纳米材料等各个领域。
而超分子聚合物，相对于普通的高分子聚合物来说，有着相似之处，也有不同的地方。首先超分子聚合物是由多个单体单元通过弱的非共价相互作用结合而形成的聚合物结构。由于从分子结构上来看，超分子聚合物与普通高分子聚合物都是由多个重复单元组成的，所以超分子聚合物有着传统聚合物的特征。而又因为超分子聚合物是通过弱的非共价键连接而成的，使其具有了可逆性和环境响应性等特点。鉴于这类超分子聚合物相对于普通高分子来说有着易加工、可自修复、具有刺激响应性等特点[5-6]，目前已得到研究者的广泛关注，并且拥有着非常广阔的应用前景。
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