相较于依赖共价键交联的传统聚合物胶黏剂，基于非共价相互作用（如氢键、π-π堆积和主-客体识别）的超分子胶黏剂展现出独特的可逆性和可调性优势。然而，其核心挑战在于非共价键的固有弱性导致黏附强度不足。尽管通过构建多组分体系可引入更多相互作用以增强黏附性能，可是其内在组成的复杂性又模糊了构效关系，限制了材料的按需设计与性能优化。

图1. （a）分子结构式；（b）协同超分子-共价聚合策略实现显著黏附性能的示意图。

  近期，吉林大学超分子结构与材料全国重点实验室姜世梅教授团队报道了一种新型三臂多功能分子 BTA-C7，旨在利用超分子与共价聚合的协同策略实现卓越的黏附性能。BTA-C7 具有中心的苯-1,3,5-三甲酰胺（BTA）核心，其上延伸出氰基二苯乙烯基团，每个基团末端均连接一个苯并冠醚大环。在常温常压下，BTA-C7通过分子间氢键、π-π和范德华力的协同作用自组装形成超分子网络，并展现出2.28 MPa的基准黏附强度。值得注意的是，依托高度有序的超分子网络提供的限域效应，在紫外光照射下，氰基二苯乙烯基团可通过[2+2]环加成反应发生共价光交联，此过程显著增强了体系的黏附强度（30 kg·cm?2承载能力，5.18 MPa剪切强度）（图1）。通过监测光照过程中体系的组成及形貌演变，建立了宏观性能与微观分子排列之间的构效关系（图2）。与模型化合物 BTE-C7（酰胺单元被酯基取代）和BTA-O7（冠醚基团被二醇链取代）的对比研究揭示，酰胺与冠醚单元对于超分子网络的形成和共价交联的实现均不可或缺。

图2.（a）黏附强度随光照时间的变化。（b） BTA-C7胶黏剂在48小时紫外线照射后承受30 kg负载的照片。（c）不同光照时间的AFM图像。

  该工作以“Single-Component High-Performance Adhesives Enabled by Synergistic Supramolecular and Covalent Polymerization” 为题发表在《Journal of the American Chemical Society》上（J. Am. Chem. Soc. 2025. DOI: 10.1021/jacs.5c06302）。文章第一作者是吉林大学化学学院博士研究生邵研。吉林大学姜世梅教授和意大利米兰理工大学Massimo Cametti教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

  原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c06302