序列结构精确合成和性质研究是高分子科学研究的前沿和热点。迭代合成被认为是序列可控聚合物的精确合成方法，主要包括液相和固相两种方法。液相迭代合成和纯化是溶解度依赖的，取决于目标聚合物的溶解性。固相迭代合成对目标聚合物的溶解性没有特别要求，合成效率受限于固/液界面反应速率、单体叠加反应的动力学和平行合成统计学属性。如何区分聚合物分子内导电和分子间导电是序列可控导电研究首要问题。一般合成方法得到的纳米尺度链式聚合物，在二维表面得到的是无定形、部分结晶或微尺寸结晶薄膜，理论上难以实现单一取向聚合物的宏观大面积薄膜。中国科学院长春应用化学研究所李茂课题组（现吉林大学）建立了电化学迭代合成方法，是反应动力学和统计学允许的精确合成和平行合成。这种方法能够制备单一取向的聚合物结晶单层，为序列可控聚合物的导电研究提供了必要前提。研究结果表明，序列可控聚合物结晶单层作为分子内导电研究模型，证明单体组成和序列是丰富薄膜导电功能和优化导电性能高效途径。

图4 聚合物长度及单体组成和序列控制的非线性导电。随着金属种类和数量的变化，这些单分子薄膜表现出丰富的非线性导电行为，具有可控的电流迟滞、NDR效应、开关比、(非)平衡态，以及记忆电阻特性和记忆电容特性之间的自由转换。具体地，单层薄膜电流密度和开关比具有四个数量级调控能力。NDR效应评价参数R_PtV和R_on/off最高值分别是15.8和1000，与当前报道最高值相当。如图4I,J所示，单体简单的变换顺序，单一NDR响应的阻变曲线转变为多NDR响应的NDR阻变曲线。单一取向聚合物结构具有分子内优先电荷传输能力，限制了导电灯丝的生成和断裂的随机性和不稳定性，有利于制备高重现性微纳分子材料和器件。

  论文链接： http://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh0667

李茂教授简介：

李茂：男，1979年出生，吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室教授，博士生导师。2002年本科与2007年博士毕业于吉林大学化学学院（导师：马於光教授/院士）。2007年至2013年期间分别在以色列魏兹曼研究所（导师：Michael Bendikov教授）、美国康奈尔大学（导师：Héctor D. Abru?a教授/院士）和日本物质材料研究所（NIMS）（导师：Katsuhiko Ariga教授）从事博士后研究，并得到Feinberg和JSPS资助。2013至2023年，中国科学院长春应用化学研究所研究员，课题组组长，并得到了中科院BR计划资助。李茂教授自研究生时期至今专注研究电化学聚合，致力于发展更为可控和精准的电化学聚合方法。主要成果包括：（1）利用电活性芳烃反应位点的取代基和电位依赖性及机理新认识，发展了拓扑结构可控电化学聚合，能够拓展复杂结构聚合物合成与光电功能薄膜制备方法。（2）以自组装单层为模板，利用氧化和还原交替反应，建立了电化学迭代合成方法。这种可修复精确合成和序列可控合成，同时实现不溶不熔聚合物合成与结晶。（3）应对器件小型化和集成化需求，提出了聚合物单分子薄膜新材料体系，其单一取向非线性导电结晶材料具有极限的物理特征，包括分子密度、模量和导电性能。2014年至2023年间获得了国家自然科学基金委基金委3项面上项目和1次重大培育项目的资助。

课题组招聘博士后，要求有机合成，功能配合物，电化学和高分子化学相关背景。欢迎对课题组感兴趣的同学报考硕士或博士研究生。

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