近日，日本理化学研究所侯召民教授、Takao Someya教授与中科院上海有机所Zhao Yanan合作，通过钪催化剂精准控制乙烯（E）与邻位硫醚苯基丙烯（RSP）的序列共聚，成功开发出一类新型硫醚功能化自修复聚烯烃（图1）。该合成采用一锅法策略，通过调节硫原子上取代基（甲基/己基/苯基）和单体投料比，实现对材料性能的精细调控。其中，苯硫基丙烯（PhSP）与乙烯的共聚物表现尤为突出：当[PhSP]/[Sc]投料比为500:1时，所得共聚物P5（PhSP含量33 mol%）在室温下仅需24小时即可实现完全自修复，且拉伸强度达4.5 MPa，断裂伸长率高达1520%。
1. 序列结构与自修复机制（图2-5）
核磁共振（NMR）分析表明，P5由29 mol%的PhSP-alt-E交替序列、43 mol%的PhSP-E-E序列及28 mol%的短乙烯链段（En, n≈4.2）组成，完全规避了PhSP均聚序列（图3）。DFT计算揭示了苯基的空间位阻效应和硫-钪螯合作用共同驱动交替共聚（图4）。广角X射线衍射（WAXD）和扫描透射电镜（STEM）证实，P5中乙烯-乙烯（E-E）序列形成尺寸约10 nm的纳米晶区，分散于柔性PhSP-alt-E/PhSP-E-E基质中，构成三维网络结构（图5a,b）。这种纳米相分离形态赋予材料高弹性，而机械损伤后E-E与含PhSP链段的快速重组则实现高效自修复（图5c）。
2. 卓越的环境适应性（图2）
P5的自修复性能不仅限于空气环境，在纯水、盐水（3.5 wt% NaCl）甚至酸性溶液（1 M HCl）中均能完全恢复，凸显其实际应用潜力（图2d）。
图 2.RSP-E 共聚物的机械性能。
图 3. PhSP-E 共聚物P5的核磁共振谱图
图4.计算的能量分布
图 5.PhSP-E 共聚物 P5 的多相形貌分析。
3. 金-硫协同增强器件耐久性（图6）
X射线光电子能谱（XPS）在159.6 eV和160.7 eV处检测到硫-金键合特征峰，证实了金与硫醚基团间的强电子相互作用（图6a）。将金电极沉积于P5薄膜后，经50次胶带剥离测试，表面无损伤且电阻仅增加9%，显著优于商品化烯烃嵌段共聚物（OBC）和PDMS基底（5次内失效）（图6b,c）。更惊人的是，被剪断的金涂层P5薄膜在室温下重新拼接1小时后，电路导电性完全恢复，即使处于弯曲、扭曲或拉伸状态下仍保持稳定电流-电压特性（图6d-g）。
图 6.镀金 PhSP-E 共聚物 （P5） 薄膜的物理和电学特性。
展望
该研究通过催化剂精准调控功能化烯烃共聚，首次创制出兼具自修复性、高弹性及金界面强粘附的聚烯烃材料，为柔性电子器件提供了理想基底。未来团队将进一步探索钪催化烯烃与多样化功能单体的共聚，开发面向先进技术的多功能聚烯烃体系。