今天给大家介绍的文章是最近发表在JACS上的Bicyclohexene-peri-naphthalenes: Scalable Synthesis, Diverse Functionalization, Efficient Polymerization, and Facile Mechanoactivation of Their Polymers，该工作中作者开发了新一代的阶梯形的机械力响应聚合物单体双环烯环萘（BCH-Naphs），其具有一系列取代基衍生物，可以克级合成并且可以有效地进行ROMP反应，制备出低分散度的超高分子量聚合物。作者使用超声波、研磨甚至简单的溶液搅拌，证明了聚（BCH-Naph）的机械力活化反应。文章的通讯作者是斯坦福大学的夏岩教授。

随着聚合物机械力化学的发展，各种机械力体被嵌入聚合物骨架中以响应机械力，并表现出许多力激活功能。从根本上来说，这些进展促进了人们对于力化学反应的理解。机械响应基团通常会稀疏地嵌入机械惰性的聚合物主链中，聚合物链中机械响应基团的含量低，通常限制了材料整体力响应性，使得机械力活化的定量分析变得困难。这些限制可以通过开发每个重复单元都是一个力响应基团的多力响应系统来克服。

作者先前已经开发了通过非共轭聚合物中具有张力的σ键的连续重排生成共轭聚合物的机械力响应系统。（图1）在最初的多并环丁烯体系成功后，作者尝试将π共轭体系加入聚合单体当中，虽然单体在合成上得到了较大的改进，但是仍然具有成本高以及难功能化等缺点。在此篇文章中作者选择了双环丁烯环萘的单体（BCH-Naph），将易于功能化的萘环并入了聚合体系。BCH-Naph可以从容易获得的起始材料合成，并且可以方便地得到一系列具有吸电子或者给电子基团的单体衍生物，单体均可以克级合成。此单体表现出较高的稳定性以及较好的聚合数据，生成的聚合物除了通过超声以及研磨手段进行机械力活化之外，还可以通过简单的快速搅拌溶液实现活化。

作者从商业可得的苊烯（1）出发，通过简单成熟的两步反应后即可得到单体3，（图2）作者可以从中间体2通过取代等反应生成各类衍生物。（图3）

作者随后研究了BCH-Naph的聚合。作者使用Grubbs第三代催化剂（G3），催化了该单体的快速高效的ROMP（开环易位聚合）。作者也使用不同取代的单体衍生物完成了聚合。（图4）

在超声的条件下，所有的聚合物溶液可在2 min内从无色变为有色。作者使用了紫外-可见{attr}3229{/attr}对该体系进行了检测，发现在60 min后可见光吸收可达到最大。对于取代基不同的聚合物，由于其吸收波长不同，可以通过力响应生成不同颜色的溶液。（图5）值得一提的是由给电子基团和吸电子基团单体混聚形成的P10吸收波长达到了最大，这一观察结果与通常观察到的给体-受体型共轭聚合物由于带隙减小而发生的红移现象一致。 

作者发现在搅拌的条件下，P6在30 h后变为了明显的黄色，而使用较低的转速或者使用分子量较小的P3进行实验，都无法使其变色。动态光散射显示，在搅拌过程中生成了大量的聚集物，因此无法进行GPC检测，相比之下，超声条件的反应并没有生成聚集物。作者也相应做了研磨的实验，聚合物可从白色固体变为有色的固体，然而活化后的聚合物在THF和氯仿中都不能溶解，也无法进行后续的定量检测实验。

综上所述，作者开发了新一代的阶梯形的力响应聚合物单体BCH-Naphs，其具有一系列吸电子或给电子取代基可调节聚合物性能并且可以克级合成。此类单体可以有效地进行ROMP反应，可制备出低分散度的超高分子量聚合物。该聚合物在超声波、研磨甚至简单的溶液搅拌下都表现出了机械力响应性。