全 RIKEN 化学家团队开发了一种聚合物，该聚合物在环保的无溶剂工艺中催化其自身形成。这一发现可能导致使用可持续工艺制造的固有可回收聚合物材料的发展。
聚合物如今无处不在，但由于塑料废物的积累和传统聚合物制造的不可持续性质，它们对环境有害。聚合物通常是通过使用共价键将称为单体的结构单元串连接在一起制成的。但是这些牢固的结合使得很难将使用过的、报废的塑料物品进行解聚以回收单体以供重复使用。
相比之下，超分子聚合物由通过氢键等相互作用结合在一起的单体阵列组成，氢键比共价键更弱，因此更可逆。
然而，用于制造超分子聚合物的溶剂限制了它们的应用和可持续性。“在 20 年内，无溶剂化学制造可能是唯一被批准的化学工艺，因为其他制造工艺中使用的大量溶剂对环境的破坏太大，”来自 RIKEN 紧急物质科学中心 (CEMS) 的 Takuzo Aida 说。
Aida 的团队一直在研究称为邻苯二甲腈的楔形分子。现在，他和 CEMS 的 9 位同事发现，这些物质在加热时会熔化，然后形成多个细长的绿色结晶纤维，它们是棒状的超分子聚合物。
当四个楔形块聚集在一起形成一个扁平的圆盘时，聚合过程就开始了。然后，盘状组件——单体——可以作为模板表面，让接下来的四个楔形前体分子结合，为结构增加一层。重复这个过程，每一层新的聚合物都催化下一层的形成，直到形成长棒状结构（图 1）。该团队将他们的工艺命名为无溶剂自催化超分子聚合。
“这些超分子聚合物的结晶纤维的机械性能类似于聚（甲基丙烯酸烷基酯），”Aida 说。这些常规聚合物用于一系列应用，包括有机玻璃。
该团队可以通过在特定时间点将替代前体分子添加到混合物中来创建更复杂的超分子聚合物版本，从而形成“嵌段共聚物”，沿着每个棒的长度具有不同单体的带。
无溶剂自催化超分子聚合可用于从一系列起始材料制备超分子聚合物。“它可能适用于多环芳烃和环肽的合成，”Aida 说。
