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　　自然中的一些生物為了適應環境的變化，可以根據特定的環境變化調整其形狀，并在環境穩定時恢復原狀。例如，含羞草的葉片在受到觸碰時會向內折疊，經過一段時間后其葉片恢復初始形狀。為了模擬此類獨特的形狀記憶現象，近年來，化學家們致力于將分子結構的動態性進行跨尺度傳遞，構筑具備優異形狀記憶功能的仿生材料。

　　曲大輝教授介紹，機械鍵是一類兩個或以上的分子進行空間糾纏的拓撲鍵合方式，兼具共價鍵的穩固性與非共價相互作用的動態性，近年來，其作為分子機器的主要骨架結構受到廣泛關注和研究。其中，[c2]雛菊鏈由同時帶有主體大環和客體識別位點的單體通過主客體作用互相穿插而形成，其特殊的機械互鎖拓撲結構可作為天然的交聯點嵌入到聚合物材料中，用于構建在特定刺激下進行伸縮運動的“分子肌肉”，賦予材料一些意想不到的功能。

　　該研究團隊以[c2]雛菊鏈結構作為聚合物網絡的動態單元，構筑了一種超分子形狀記憶聚合物DCSM，其表現出優異的形狀固定率、形狀恢復率以及形狀記憶抗疲勞特性。通過控制溫度可形成多種臨時形狀，并能夠在特定的溫度下完全恢復至其永久形狀。通過對照實驗，研究人員研究了基于[c2]雛菊鏈的機械互鎖拓撲結構與形狀記憶功能的構效關系，發現該類空間互鎖結構有助于提高聚合物玻璃化轉變溫度，這對熵驅動形狀記憶效應至關重要。同時，機械互鎖拓撲結構極大地提高了聚合網絡的機械性能，并顯著增強了材料的形狀恢復性能和抗疲勞特性，這一發現可為高性能動態智能材料的性能定制提供重要依據。

材料的制備及其形狀記憶功能。受訪對象供圖

　　該研究工作得到了國家自然科學基金委、上海市科技重大專項、上海市科學技術委員會、上海市教委科研創新計劃、上海市浦江計劃、費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心等資金支持。