厦门大学廖赛虎教授、江柳荫副教授、郑州大学宋金帅教授 Nat. Commun.: pH和光双门控的有机催化原子转移自由基聚合

背景：自然界中许多生化反应能对pH、温度、光等多重刺激进行响应，实现复杂生命过程的精准调控。受此启发，开发能够响应多重刺激的聚合体系成为高分子化学领域的研究热点，其中设计具有多重刺激响应能力的催化剂是关键。研究目的：本研究旨在开发一种能够同时响应光和pH两种外部刺激的有机催化原子转移自由基聚合（O-ATRP）体系，实现对聚合过程的“双门控”精确调控，并探究其内在机制。结论：厦门大学廖赛虎教授团队与郑州大学宋金帅教授等合作，基于联萘酚（BINOL）催化剂，成功开发了光/pH双门控的O-ATRP体系。研究发现，添加碱可使BINOL催化剂的最大吸收波长红移并降低其HOMO-LUMO能级差，从而显著提升聚合的可控性。基于此，聚合过程可通过光照波长（蓝光或绿光）和环境pH值（大于7时开启，小于5时关闭）进行协同开关控制。该体系还表现出热活化延迟荧光（TADF）特性，并成功用于嵌段聚合物的制备。此外，研究还发现，添加碱同样能提升大多数简单酚类化合物催化聚合的可控性。这一成果为开发多重刺激响应的聚合体系和理解酚类化合物在生命体中的作用提供了新思路。