聚合物材料在自然界中通常具有有序、层次化的结构，以便进行独特而精确的功能。重要的是，这些结构通常是由许多弱相互作用的协同以实现整体稳定，而不是几个强键的独立缔合。
近日，斯坦福大学鲍哲南教授报道了当总分子量低于聚合物的临界缠结分子量时，通过周期性放置和方向性动态键的合成，柔性聚合物链会集体组装成超分子纳米纤维。
文章要点
1）研究人员合成了两种主链相同的聚合物（PDMS，Mb~5000 g/mol）和氢键粘合物（亚甲基双苯脲，MPU），但总分子量不同。研究发现，尽管两种聚合物的化学成分相同，但只有较短的链型（5k-MPU-S）自发地自组装成1D超分子纳米纤维。此外，共价键结合到粘贴物上的聚合物链然后充当相邻超分子棒之间的连接链，使它们排列成更大的束，从而形成超分子纳米纤维。
2）研究发现，这些纳米纤维的形成导致链之间具有协调的，长期存在的多价相互作用，从而使整个薄膜的拉伸强度提高了一个数量级，并使薄膜的热稳定性提高了100°C以上。
3）研究人员系统地研究了不同的聚合物链结构和动态键合部分，以及粗粒度的分子动力学模拟，阐明了决定聚合物形成超分子纳米纤维能力的主要结构-功能关系。
多价聚合物链协同组装成分层的超分子结构的研究使得人们对仿生功能材料的设计具有了基本的了解。
Christopher B. Cooper, et al, Multivalent assembly of flexible polymer chains into supramolecular nanofibers, J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c07651
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c07651
