快速电化学迭代合成序列明确配位金属聚合物

Developing precisely controlled synthesis of polymer with molecular complexity and structural variety has been a challenge in polymer chemistry and materials science. Multi-components and multi–functions sequence controlled coordination polymer is being extremely hard to be synthesized by general chemical synthesis. This proposal will utilize electrochemical oxidative (A-A) and reductive (B-B) coupling reactions of monomer A-B at electrode modified with A or B monolayer via switchable positive and negative potentials to synthesize sequence controlled coordination polymers for the first time. We will study the photoelectric conversion and storage of coordination polymers based on precise structures (monomer insertion, composition, sequence, and chain length). In principle, this type of materials is superior to those with single metal core studied previously by most of researchers. This synthesis technique can be programmable with commercial potential.

具有自动化合成潜力的复杂结构和功能的高分子材料的精确合成一直是高分子化学和材料科学的挑战。目前的合成方法难以实现多组份配位金属聚合物的序列可控精确合成。本项目利用反应单体A-B中的电化学氧化(A-A)和还原(B-B)碳碳偶联反应，可以预先在自组装的A或B单分子层电极上，通过正负电势的控制“自下而上”首次实现了多组份配位金属聚合物的序列精确可控的迭代合成。研究单个聚合物中链长、不同金属组成和空间序列对光电信息转换和存储功能调控。原理上，这种材料在信息存储应用方面要优于广大研究者所研究的单种类金属配合物或聚合物材料体系。这种复杂结构和功能配位金属聚合物的合成技术不仅可以进行程序化控制，而且具有自动化合成潜力。

具有自动化合成潜力的复杂结构和功能的高分子材料精确合成一直是高分子化学和材料科学的挑战。本项目利用反应单体A-B中的电化学氧化（A-A）和还原（B-B）碳碳偶联反应，可以预先在自组装的A或B单分子层电极上，通过正负电势的控制“自下而上”实现了序列精确可控的聚合物迭代合成。功能基元是不同种类金属配合物单体。序构分两个层次，其一垂直于表面的单一取向聚合物二维宏观有序排列，其二聚合物单链中单体组成和序列结构调控。具体成果例如：（1）开发了序列可控聚合物电化学快速合成；（2）提出了聚合物结晶宏观尺寸薄膜制备路径；（3）创造了聚合物极限物理性能和极限迭代合成方法。与其它材料相比，这种聚合物单分子薄膜具有结构和功能调控的突出优势。这种复杂结构和功能配位金属聚合物的合成不仅可以进行程序化控制，而且具有自动化合成潜力。