前沿动态：首次合成高分子量的双螺旋共价聚合物单晶

近年来，科学家们在构建具有广泛结构多样性的单链螺旋结构方面已经取得了巨大进展。然而，螺旋共价聚合物（HCP）的合成仍具有挑战性，尤其是双螺旋，目前仅局限于短螺旋低聚物。而且，由于难以获得HCP的单晶，人们对螺旋聚合物原子尺度上的结构细节尚不清楚，导致其折叠、缠绕和进一步的自组装机制难以捉摸。

近日，美国科罗拉多大学博尔德分校张伟教授课题组首次报道了具有高分子量的线性HCP单晶（重复单元数量为4*104），该晶体在通过氢键相互作用保持在一起的成对缠绕链对的扩展网络中结晶。单晶X射线衍射表征显示，每个晶体由成对的机械缠绕的聚合物组成。在形成一对的两个螺旋聚合物之间没有强烈的非共价相互作用，而是通过氢键与相邻聚合物对的链相互作用（稳定的OH⋯O–B–O和弱的Ar–H⋯O–B–O相互作用）而稳定下来，进而形成一个纠缠的扩展网络。每个单晶都由具有相同惯性的螺旋聚合物组成，这表明在结晶过程中发生了对称破坏过程。此外，在结晶过程产生了外消旋的团聚体，其中右旋和左旋晶体的含量相同。令人惊讶的是，HCP单晶在{011}晶面的平均弹性模量高达5.5 GPa！该线性HCP单晶的发现有望为研究线性聚合物的结构与其折叠、超分子缠绕和手性传播提供了一个有趣的平台和研究模型。

文献链接：
Single crystals of mechanically entwined helical covalent polymers，Nature Chemistry，2021

原文链接：
https://www.toutiao.com/i6958257338415317518/