高分子/无机复合材料是一类含有金属中心的功能软材料。它们既具有高分子材料的可加工性和可控自组装特点，又展示了基于金属组分的功能特性。尽管这类型材料的合成和自组装结构已经有了一些研究，但是高分子的分子量如何影响了无机物的功能特性这一问题尚未有研究报道。
利用嵌段共聚物和金(I)配合物的配位取代反应或静电相互作用，兰州大学卜伟锋教授课题组最近在溶液中构建了一系列以金(I)配合物/聚合物复合体系为核，以中性嵌段为稳定壳层的胶束。其中，源于金(I)···金(I)相互作用的吸收带和磷光发射带大大增强，而且随着非配位聚苯乙烯或者聚丙酸根分子量的增加，发光增强的程度依次增加（Soft Matter 2018, 14, 31; Soft Matter 2018, 14, 3521）。
在此基础上，结合前期以多酸簇合物为核，以聚苯乙烯为支链的超分子星形聚合物方面工作（Chem. Commun. 2012, 48, 7067; Macromolecules 2014, 47, 7158），卜伟锋教授课题组进一步思考高分子如何影响了磁性簇合物的磁性。近年来，金属配体或配体控制的镧系离子水解与阴离子模板相结合已经产生了许多具有新颖拓扑结构和独特磁性的高核镧系阳离子簇合物。然而，由于其晶体较差的可加工性和环境敏感性的配位模式，将这些簇合物的进一步加工并开发成与应用直接相关的磁性功能软材料和器件在技术上具有很大的挑战性。
图 1. 聚合物包覆的高核镧系簇合物（PEC-1、PEC-2、PEC-3）的制备过程及其在二氯甲烷中自组装形成的囊泡结构。
卜伟锋教授课题组报道了一种温和条件下制备镧系簇合物的磁性软材料的普适性方法。他们利用[Gd52Ni56(IDA)48(OH)154(H2O)38]?(NO3)18?164H2O（Gd52Ni56, IDA = 亚氨基二乙酸盐）与末端带有磺酸基团的聚乙二醇单烷基醚的静电组装，制备得到一系列聚合物包覆的高核镧系簇合物（PECs，图1）。通过精准调节聚合物链的长度来控制壳层的厚度，从而可控地减少了簇合物之间的磁相互作用（图2），并实现了簇合物磁性的单分子状态。该系列簇合物能溶于有机溶剂，在溶液中自组装能形成囊泡。其中水溶性的PEC-3是一种优异的活体内磁共振成像造影剂。
图 2. 在1000 Oe外场下, Gd52Ni56、PEC-1、PEC-2、PEC-3的χMT对T的数据图。
相关成果以“Polymer-Encapsulated Lanthanide-Containing Clusters as Platforms for Fabricating Magnetic Soft Materials”为题发表在ACS Appl. Mater. & Interfaces 2018, 10, 16947。论文的第一作者为兰州大学化学化工学院贺群博士，通讯作者为卜伟锋教授，共同通讯作者为厦门大学孔祥建教授与北京化工大学俞丙然副教授。
