Research Progress of Silicone Supramolecular Materials

doi:10.7503/cjcu20210093

Abstract

Abstract:

Due to their unique organic-inorganic structures， silicone materials with excellent thermostability， biocompatibility， electrical insulation and gas permeability have been widely used in various fields. However， traditional silicone materials are mainly based on irreversible covalent cross-linking， thus lacking the ability of damage repair， reprocessing and recycling. In this context， silicone supramolecular materials have attracted extensive attention， and a variety of functional materials have been developed. This review outlines the recent research progress of silicone supramolecular materials with regard to their molecular design， superior properties and prospective applications. By combination with the research results of our group in this field， we summarized various types of silicone supramolecular materials， including the hydrogen bond type， metal coordination bond type， Lewis acid-base pair type， ionic bond type， and π-π stacking type silicone supramolecular materials. The future directions of this field are also commented.

Key words: Silicone material, Supramolecular, Self-healing

CLC Number:

O633

TrendMD:

WANG Linlin, LI Lei, FENG Shengyu. Research Progress of Silicone Supramolecular Materials[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(7): 2111.

Figures/Tables 13

References 50

1	Vidal F.， Jakle F.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2019， 58（18）， 5846—5870
2	Zhu D.， Handschuh⁃Wang S.， Zhou X.， J. Mater. Chem. A，2017， 5（32）， 16467—16497
3	Eduok U.， Faye O.， Szpunar J.， Prog. Org. Coat.，2017， 111， 124—163
4	Wolf M. P.， Salieb⁃Beugelaar G. B.， Hunziker P.， Prog. Polym. Sci.，2018， 83， 97—134
5	Yilgör E.， Yilgör I.， Prog. Polym. Sci.，2014， 39（6）， 1165—1195
6	Amabilino D. B.， Smith D. K.， Steed J. W.， Chem. Soc. Rev.，2017， 46（9）， 2404—2420
7	Savyasachi A. J.， Kotova O.， Shanmugaraju S.， Bradberry S. J.， Ó’Máille G. M.， Gunnlaugsson T.， Chem，2017， 3（5）， 764—811
8	Clemons T. D.， Stupp S. I.， Prog. Polym. Sci.，2020， 111， 101310
9	Heinzmann C.， Weder C.， de Espinosa L. M.， Chem. Soc. Rev.，2016， 45（2）， 342—358
10	Voorhaar L.， Hoogenboom R.， Chem. Soc. Rev.，2016， 45（14）， 4013—4031
11	Kajita T.， Noro A.， Matsushita Y.， Polymer，2017， 128， 297—310
12	Yılgör E.， Yılgör İ.， Polymer，2001， 42（19）， 7953—7959
13	Cheng L.， Yu D.， You J.， Long T.， Chen S.， Zhou C.， Prog. Chem.， 2018， 30（12）， 1852—1862（程龙，于大江，尤加健，龙腾，陈素素，周传健. 化学进展， 2018， 30（12）， 1852—1862）
14	Li C. H.， Zuo J. L.， Adv. Mater.， 2020， 32（27）， 1903762
15	Yi B.， Wang S.， Hou C.， Huang X.， Cui J.， Yao X.， Chem. Eng. J.，2021， 405， 127023
16	Meng Y.， Xu W.， Newman M. R.， Benoit D. S. W.， Anthamatten M.， Adv. Funct. Mater.，2019， 29（38）， 1903721
17	Liu M.， Liu P.， Lu G.， Xu Z.， Yao X.， Angew. Chem. Int. Ed.，2018， 57（35）， 11242—11246
18	Liu M.， Wang Z.， Liu P.， Wang Z.， Yao H.， Yao X.， Sci. Adv.，2019， 5（11）， eaaw5643
19	Cooper C. B.， Kang J.， Yin Y.， Yu Z.， Wu H. C.， Nikzad S.， Ochiai Y.， Yan H.， Cai W.， Bao Z.， J. Am. Chem. Soc.，2020， 142（39）， 16814—16824
20	Guo H.， Han Y.， Zhao W.， Yang J.， Zhang L.， Nat. Commun.，2020， 11（1）， 2037
21	Cao P. F.， Li B.， Hong T.， Townsend J.， Qiang Z.， Xing K.， Vogiatzis K. D.， Wang Y.， Mays J. W.， Sokolov A. P.， Saito T.， Adv. Funct. Mater.，2018， 28（22）， 1800741
22	Sirrine J. M.， Schexnayder S. A.， Dennis J. M.， Long T. E.， Polymer，2018， 154， 225—232
23	Duan L.， Lai J. C.， Li C. H.， Zuo J. L.， ACS Appl. Mater. Interfaces，2020， 12（39）， 44137—44146
24	Cao J.， Feng L.， Feng S.， New J. Chem.，2018， 42（3）， 1973—1978
25	Tazawa S.， Shimojima A.， Maeda T.， Hotta A.， J. Appl. Polym. Sci.，2018， 135（24）， 45419
26	Rambarran T.， Bertrand A.， Gonzaga F.， Boisson F.， Bernard J.， Fleury E.， Ganachaud F.， Brook M. A.， Chem. Commun.，2016， 52（40）， 6681—6684
27	Tan H.， Lyu Q.， Xie Z.， Li M.， Wang K.， Wang K.， Xiong B.， Zhang L.， Zhu J.， Adv. Mater.，2019， 31（6）， 1805496
28	Hu H.， Wang L.， Wang L.， Li L.， Feng S.， Polym. Chem.， 2020， 11（48）， 7721—7728
29	Yi B.， Liu P.， Hou C.， Cao C.， Zhang J.， Sun H.， Yao X.， ACS Appl. Mater. Interfaces，2019， 11（50）， 47382—47389
30	Cao C.， Yi B.， Zhang J.， Hou C.， Wang Z.， Lu G.， Huang X.， Yao X.， Chem. Eng. J.，2020， 392， 124834
31	Wang X.， Zhan S.， Lu Z.， Li J.， Yang X.， Qiao Y.， Men Y.， Sun J.， Adv. Mater.，2020， 32（50）， 2005759
32	Peng B.， Li H.， Li Y.， Lv Z.， Wu M.， Zhao C.， Chem. Eng. J.，2020， 395， 125079
33	Li C. H.， Wang C.， Keplinger C.， Zuo J. L.， Jin L.， Sun Y.， Zheng P.， Cao Y.， Lissel F.， Linder C.， You X. Z.， Bao Z.， Nat. Chem.，2016， 8（6）， 618—624
34	Lai J. C.， Jia X. Y.， Wang D. P.， Deng Y. B.， Zheng P.， Li C. H.， Zuo J. L.， Bao Z.， Nat. Commun.，2019， 10（1）， 1164
35	Lei Y.， Huang Q.， Shan S.， Lin Y.， Zhang A.， New J. Chem.，2019， 43（44）， 17441—17445
36	Wu X.， Luo R.， Li Z.， Wang J.， Yang S.， Chem. Eng. J.，2020， 398， 125593
37	Wu X.， Wang J.， Huang J.， Yang S.， ACS Appl. Mater. Interfaces，2019， 11（7）， 7387—7396
38	Jia X. Y.， Mei J. F.， Lai J. C.， Li C. H.， You X. Z.， Chem. Commun.， 2015， 51（43）， 8928—8930
39	Lei Y.， Huang W.， Huang Q.， Zhang A.， New J. Chem.， 2019， 43（1）， 261—268
40	Bai L.， Qv P.， Zheng J.， J. Mater. Sci.，2020， 55（28）， 14045—14057
41	Sun H.， Liu X.， Liu S.， Yu B.， Ning N.， Tian M.， Zhang L.， J. Mater. Chem. A，2020， 8（44）， 23330—23343
42	Shi J.， Zhao N.， Yan D.， Song J.， Fu W.， Li Z.， J. Mater. Chem. A， 2020， 8（12）， 5943—5951
43	Dodge L.， Chen Y.， Brook M. A.， Chem. Eur. J.，2014， 20（30）， 9349—9356
44	Cao J.， Han D.， Lu H.， Zhang P.， Feng S.， New J. Chem.，2018， 42（23）， 18517—18520
45	Vidal F.， Gomezcoello J.， Lalancette R. A.， Jäkle F.， J. Am. Chem. Soc.， 2019， 141（40）， 15963—15971
46	Miwa Y.， Taira K.， Kurachi J.， Udagawa T.， Kutsumizu S.， Nat. Commun.，2019， 10（1）， 1828
47	Bossion A.， Olazabal I.， Aguirresarobe R. H.， Marina S.， Martín J.， Irusta L.， Taton D.， Sardon H.， Polym. Chem.，2019， 10（21）， 2723—2733
48	Lu H.， Feng S.， J. Polym. Sci.， Part A： Polym. Chem.，2017， 55（5）， 903—911
49	Fawcett A. S.， Brook M. A.， Macromolecules，2014， 47（5）， 1656—1663
50	Mei J. F.， Jia X. Y.， Lai J. C.， Sun Y.， Li C. H.， Wu J. H.， Cao Y.， You X. Z.， Bao Z.， Macromol. Rapid. Commun.，2016， 37（20）， 1667—1675

[1]	ZHOU Yonghui, LI Yao, WU Yuxuan, TIAN Jing, XU Longquan, FEI Xu. Synthesis of A Novel Photoluminescence Self-healing Hydrogel [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(2): 20210606.
[2]	GAO Huiling, CAO Zhenzhen, GU Fang, WANG Haijun. Monte Carlo Simulation on Self-healing Behaviour of Hydrogen-bonded Hydrogel [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(11): 20220482.
[3]	XU Wenzhe, ZHANG Hao. Supramolecular Interactions-mediated Nanodrug Nucleation [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(10): 20220264.
[4]	WEI Zheyu, WU Zhikang, RU Shi, NI Lubin, WEI Yongge. Research Progress of Polyoxometalates-Cyclodextrin Supramolecular System [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(1): 20210665.
[5]	LIU Dongsheng. Supramolecular Interactions Induced Chiral Assembly of Plasmonic Nanoparticles with Enhanced Optical Asymmetry [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(6): 1619.
[6]	MENG Yan, WANG Xiufeng, ZHANG Li, LIU Minghua. Helical Structure and Circularly Polarized Luminescence of Naphthalene Derived Amphiphilic Molecules Through Air/water Interface Assembly [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(4): 1253.
[7]	SONG Wenyao, ZHOU Zhanglang, YANG Xinli, CHEN Lan, GE Guanglu. Tunable Enantioselective Adsorption of the As⁃synthesized Mesoporous Silica Through Chiral Imprinting [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(10): 3144.
[8]	GUO Wenjin, WANG Xiaohan, LI Xiang, LI Yang, SUN Junqi. Reprocessable and Self-healing Polybutadiene Rubber Based on Metal Coordination [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2020, 41(9): 2090.
[9]	ZHANG Danwei, WANG Hui, LI Zhanting. Water-soluble Regular Three-dimensional Supramolecular and Covalent Organic Polymers ^† [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2020, 41(6): 1139.
[10]	LIU Yabing,LI Mingyang,TIAN Ge,ALATENG Shaga,PEI Tonghe,NIE Jingsi. Syntheses, Structures and Catalytic Properties of Two Supramolecular Complexes Based on 2-Pyridylamine and Cluster ^† [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2020, 41(5): 995.
[11]	SHENG Yeming,CHENG Bo,LU Xun. Research on Self-healing Polypolyurethane Elastomer Based on Multiple Reversible Action ^† [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2020, 41(3): 572.
[12]	WANG Xinghuo,TANG Jun,YANG Yingwei. Mesoporous Silica Nanoparticles-Based Stimuli-Responsive Drug Delivery Systems Gated by Polymers ^† [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2020, 41(1): 28.
[13]	LIN Musong, PENG Lei, ZHANG Sheng, LI Li, FU Qiang, HOU Junbo. Preparation and Functions of Self-healing Light-shielding Paints for Cable Cover [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2019, 40(8): 1766.
[14]	LI Lan,QIAN Yong,YANG Dongjie,QIU Xueqing. Preparation of Lignin/silica Nanoparticle Based Microcapsules and Their Application in Self-healing Coatings^† [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2019, 40(6): 1293.
[15]	GAO Feilong, LI Yongcun, LUAN Yunbo, XUE Zhicheng, GUO Zhangxin, ZHANG Qi, WU Guiying. Enhancement Mechanisms of Mechanical and Self-Healing Properties of Thermoplastic Polyurethane Composites Induced by Different G-CNT Hybridization Systems^† [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2018, 39(4): 832.