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超分子聚合物網(wǎng)絡是一種由聚合物通過可逆的非共價鍵相互連接而成的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，它們擁有良好的刺激響應性、自修復以及形狀記憶性能等傳統(tǒng)材料不具備的性能，因此受到了越來越多的關(guān)注。為了構(gòu)筑超分子聚合物網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，研究人員可以將氫鍵、π-π堆積以及主客體作用等非共價鍵作用力引入到超分子網(wǎng)絡中，這些研究也都取得了一定的效果。然而，基于該類作用力的交聯(lián)點往往缺乏確定的方向性和幾何結(jié)構(gòu)，它們在超分子網(wǎng)絡中也是隨機分布且高度無序的。將具有特定幾何結(jié)構(gòu)的交聯(lián)點引入到超分子網(wǎng)絡中，可以改善其機械強度、加工性能以及溶劑相容性等性能。然而，之前的工作多集中于研究這類結(jié)構(gòu)對于聚合物網(wǎng)絡力學性能以及自修復性能的影響，對于該類網(wǎng)絡尤其是大環(huán)交聯(lián)的超分子網(wǎng)絡的構(gòu)建及其功能的開發(fā)亟待拓展。

針對這一問題，西安交通大學材料學院張明明教授課題組在前期構(gòu)筑的熒光金屬大環(huán)的基礎(chǔ)上，提出一種利用熒光金屬大環(huán)交聯(lián)聚合物從而形成聚合物網(wǎng)絡的策略。這類超分子網(wǎng)絡很好地保持了金屬大環(huán)的熒光性能以及抗菌性，而且由于聚合物的引入，提高了其水溶性以及生物利用率，可以同時實現(xiàn)細菌的成像以及殺滅。科研人員詳細地研究了不同的交聯(lián)密度對于該類聚合物網(wǎng)絡的紫外吸收、熒光發(fā)射、溶劑化轉(zhuǎn)變溫度以及模量的影響，表明可以通過精確調(diào)控聚合物網(wǎng)絡的交聯(lián)密度來調(diào)節(jié)其功能以及應用，這一研究不僅為拓撲結(jié)構(gòu)交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡提供了一種方法，還開拓了這類聚合物網(wǎng)絡的生物應用，促進了拓撲結(jié)構(gòu)交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡的發(fā)展。

近日，該研究成果以“可調(diào)交聯(lián)密度的發(fā)光金屬大環(huán)交聯(lián)的超分子網(wǎng)絡用于細菌成像和殺滅”(Emissive Metallacycle-Crosslinked Supramolecular Networks with Tunable Crosslinking Densities for Bacterial Imaging and Killing) 為題發(fā)表在國際化學領(lǐng)域權(quán)威期刊《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition，影響因子：12.257）上。該論文第一作者為西安交大材料學院博士后Ponmani Jeyakkumar，通訊作者是西安交大金屬材料強度國家重點實驗室張明明教授，西安交大金屬材料強度國家重點實驗室是論文唯一通訊作者單位。

張明明教授領(lǐng)導的熒光超分子材料團隊成立于2017年8月，研究方向為熒光配位超分子材料在液晶、生物材料以及人工光合作用領(lǐng)域的應用等。本工作是該團隊今年繼在金屬籠的熒光傳感（《美國化學會志》，影響因子：14.695），發(fā)光液晶（《德國應用化學》后第三次在化學兩刊上發(fā)表重要成果。

該研究工作得到了國家自然科學基金、西安交大青年拔尖人才計劃等項目的資助，論文的表征及測試得到了美國南弗羅里達大學李霄鵬教授，長春應用化學所的許東華研究員，西安交大前沿院何剛教授，郭保林教授，西安交大一附院初大可醫(yī)生，西安交通大學分析測試共享中心、材料學院和理學院分析測試中心的支持。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202005950.