由于与稳定态相比亚稳态具有正自由能，亚稳态聚合物在发展下一代智能材料中具有广泛前景，但是经典的发展亚稳态材料通常严重依赖处理方法，比如快速冷却、高压处理、控制扩散等，这种过程难以控制纳米~微米尺度的动力学过程，因此设计合成亚稳态聚合物材料存在一定困难。有鉴于此，达特茅斯学院柯晨峰、东京大学Kohzo Ito等报道从分子级别实现聚准轮烷的亚稳态聚合物合成方法，将结构特征放大到宏观尺度，实现了空间分辨编程3D打印执行器。通过进一步的设计轴聚合物、缓冲结构，作者认为有助于实现亚稳态的进一步调控，有望能够搭建软体机器人的复杂运动的三维材料。

本文要点：

（1）

作者通过控制动力学而非热力学，对自组装过程进行调控：作者通过在PEG链端安装阻碍运动功能结构“speed bump”，因此抑制溶液相的准聚轮烷自组装，发现准聚轮烷与α-CD之间通过降低的能垒进行编程进行动力学控制晶化。

（2）

这种溶液相自组装与形成微晶的过程协同进行，因此形成的亚稳态结构产物表现为物理上交联结构的水凝胶，能够进行墨水直写3D打印。作者在两个不同温度中进行自组装反应，实现了空间分辨的形貌和组成。作者通过共价交联的印后加工方法，将其转变为聚准轮烷网络结构，由于含有不同数量的力学互锁α-CD，当湿度发生变化，产生不同响应湿度程度执行能力。

参考文献

Qianming Lin, Longyu Li, Miao Tang, Shuntaro Uenuma, Jayanta Samanta, Shangda Li, Xuanfeng Jiang, Lingyi Zou, Kohzo Ito,* Chenfeng Ke,* Kinetic trapping of 3D-printable cyclodextrin-based poly(pseudo)rotaxane networks, Chem 2021

DOI: 10.1016/j.chempr.2021.06.004

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929421003089