材料科学：架橋部として金属有機ケージを有するポリマーネットワークのトポロジーを光で切り替える

ポリマーネットワークは、機械的強度、異なる材料間の組成多様性の広さ、永続的多孔性、便利な加工性、溶媒との相溶性の広さなど、さまざまな好ましい特性を有することができる。新しい構造モチーフや化学組成を用いるボトムアップのポリマーネットワーク設計を利用して、展性や自己修復性などの動的な特性を付与することや、環境刺激に対して材料を応答可能にすることができる。しかし、既存の多くの系は、材料の組成やトポロジーによって決まる唯一の機能状態を示すにすぎない。あるいは、そうした系の応答性は不可逆的であったり、単一のネットワーク特性（剛性など）に限られていたりすることがある。今回我々は、設計原理として協同的自己集合を用いて、2つのトポロジー状態を切り替えることができる材料を作製した。ポリマーと結合して光照射によってケージの形状とサイズが変化する金属有機ケージのネットワークを用いることによって、紫外光や緑色光でネットワークトポロジーを可逆的に切り替えることができた。分岐官能性（branch functionality）、接合部の変動、欠陥耐性、せん断係数、応力緩和挙動、自己修復などのいくつかのネットワーク特性が、この光スイッチングで一斉に変化する。トポロジーが切り替わる材料は、ソフトロボティクスや光アクチュエーターなどの分野において、また基礎高分子物理研究向けのモデル系の提供に役立つ可能性がある。

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