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聚碲氧烷的結構與性能示意圖

在傳統聚合物中，碳元素占聚合物主鏈的主要或全部成分。然而，存在一類特殊的聚合物，它們的主鏈完全由非碳元素構成，被稱為非碳主鏈聚合物。其中一些如聚硅氧烷已經在科研與工業領域獲得了廣泛的發展。

基于課題組前期在碲化學及含碲聚合物領域的研究基礎，本工作以碲原子與氧原子交替連接形成主鏈結構的方式，制備了聚碲氧烷。研究人員通過多種表征手段充分驗證了這一全新的主鏈結構并通過基于原子力顯微鏡的單分子力譜研究了碲-氧主鏈結構的單分子力學行為，發現這是一種與硅-氧主鏈結構具有類似熵彈性的聚合物結構。隨后，研究人員開發了一種可用于大規模合成聚碲氧烷的聚合方法——界面氧化聚合，該反應能夠在室溫下進行，具有反應裝置簡單、反應后處理便捷、反應重復性高、原子利用率高、試劑綠色環保的顯著優勢且可穩定應用于多種有機側鏈結構的含碲小分子單體，有望在未來拓展為聚碲氧烷的工業合成方法。在實現聚碲氧烷高效合成的基礎上，研究人員進一步開發了聚碲氧烷的材料成型工藝，發現聚碲氧烷與熱壓成型及溶劑成型均表現出良好的兼容性，可分別用于制備聚碲氧烷塊體材料與聚碲氧烷薄膜材料。

除此以外，研究人員對聚碲氧烷開展了深入的性質研究，相關研究著重探索碲-氧主鏈結構的特有物理化學性質。研究結果顯示，聚碲氧烷材料具有良好的全紫外波段防護性能——在確保可見-近紅外波段高透光性的同時，對具有高穿透性的UVA波段表現出顯著的防護能力，其透光性與折射率可與常見的商用光學材料相媲美，有望在未來發展成一類全新的高透光紫外防護功能材料。深入研究發現，聚碲氧烷能夠在紫外輻照下表現出光照刺激響應性——在聚合物主鏈結構上產生光致電子與光致空穴，研究人員初步探索了聚碲氧烷在鉑元素光催化沉積與醇酮光催化氧化中的應用，均表現出了良好的催化效率。

6月26日，該研究工作以“聚碲氧烷：一類連接無機氧化物與高分子的硫族聚合物”（Polytelluoxane: A chalcogen polymer that bridges the gap between inorganic oxides and macromolecules）為題發表在《化學》（Chem）期刊上。

清華大學化學系許華平教授為通訊作者，2018級直博生戴以恒為第一作者，2018級本科生張之恒為共同第一作者。該研究得到國家自然科學基金與國家自然科學基金創新研究群體科學基金的資助。

論文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929423002747