Nat.Chem. 聚二茂镍——首个可动态调控的高磁性金属聚合物材料

金属聚合物拥有独特的性质，能够根据不同应用做出调整。比如通过改变价态 应用于凝胶，自修复材料。金属离子和配体成键通常得到两个极端：一种情况是永久共价键，制备得到稳定的聚合物材料；另一种不稳定的配位键，制备得到的聚合物性质往往会受到溶剂、热和光的影响而发生改变。

▲ 加入极性溶剂吡啶之后，从金属聚合物转变为二茂镍单体 Credit: Ian Manners

布里斯托大学的Rebecca A. Musgrave， Ian Manners以及合作者 开发出一种新型金属聚合物，分子可以在稳态和非稳态之间转换。利用这种分子得到的金属聚合物材料易加工，可循环利用，并且具有刺激响应性。

金属聚合物单元建立在茂金属单元之上，比如由铁-环戊二烯基构筑的强共价键三明治结构二茂铁硅烷，属于稳定的一类，得到的聚合物耐久性和聚乙烯，聚苯乙烯相当。另一方面含有锌配位键的聚合物具有不稳定的金属-配位键，通过光照就容易被破坏。

Manners团队决定寻找一种可以在这两种性质之间转换金属聚合物。他们把目光转向二茂镍。二茂镍有20个价电子，比二茂铁多2个。额外多出来的2个未成对电子的出现，使键变得更长，更弱，更加容易断裂。

研究人员发现可以通过选择不同的溶剂，稀释程度，温度和时间，调节二茂镍聚合物材料的性能。聚二茂镍可以在低极性、非配位溶剂甲苯中稳定存在，在极性、配位溶剂吡啶中则发生解聚。相关工作发表在Nature Chemistry上(Nat. Chem. 2017,DOI: 10.1038/nchem.2743)。

Manners说：“根据可调的功能拓宽了金属聚合物的应用领域，尤其是存在未成对电子的镍基聚合物，有望成为可溶解，易加工的高磁性材料。”而聚二茂铁则不具有磁性性质。

科学家将进一步发掘这种聚合物在电场和磁场方面的特性， 并致力于将这种高磁性材料用于 存储应用 ，提高目前计算机技术的性能。

参考文献：

http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nchem.2743

作者： 农夫山泉 来稿 来源：高分子科学前沿

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