Xinyu Gou, Xue Gu, Zhaolong Wang, Binbin Zhai, Hongyan Xu, Lingya Peng, Xingmao Chang*, Taihong Liu*, Liping Ding*, Yu Fang*. Nat. Commun., 2026, 17, 5589, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-74956-3
有机聚合物薄膜因其结构可调和功能多样，在分离、催化、传感、能源等领域备受关注。然而，传统界面聚合方法多依赖动态共价反应，往往需要催化剂、高温等苛刻条件，且难以直接制备可独立使用的自支撑薄膜。如何在温和条件下高效原位合成大面积、无缺陷的功能性聚合物薄膜，是材料科学领域的一项长期挑战。
图1. 用于薄膜制备的代表性界面聚合反应。a. 气－液界面的代表性界面聚合反应类型；b. HDPP-TFB-BF4界面薄膜的制备过程及功能应用示意图。
围绕这一目标，本工作开创性地提出了一种无需催化剂且具有原子经济性的“吡啶鎓-炔界面点击聚合”策略用于聚合物薄膜的原位制备。以双功能化的吡啶鎓盐（HDPP-BF4）和三羰基活化的苯炔（TFB-3EK）作为反应单体，在空气-DMSO界面成功制备了均匀、无缺陷、可自支撑且厚度可调的D-A型有机聚合物薄膜（HDPP-TFB-BF4，Film #1）（图１）。该薄膜在连续紫外光照下具有显著的光致变色行为，表现出100 nm的荧光蓝移和5倍的荧光增强，并诱导形成了自由基薄膜（Film #2）。Film #2可作为气态NH3的便携式可视化传感平台，检测限低至0.16 ppm，并成功用于检测海鲜的腐败过程。此外，通过阴离子交换可将Film #2进一步功能化，通过将其与7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷阴离子自由基（TCNQ-）进行交换获得Film #3，进而实现了对活性氧物种（ROS）的检测和清除。该研究不仅为自支撑有机聚合物薄膜的制备提供了一种温和、高效的新策略，更通过合理的分子设计，为开发新型多功能自由基材料提供了重要的理论基础与实验依据。
图2. Film #2的传感性能。a. 利用RGB分析评估NH3含量的示意图；b. Film #2在不同浓度NH3下的照片（365 nm紫外光下拍摄）；c. Film #2的ΔRGB值与NH3浓度之间的关系；d. 海鲜样品评估过程的示意图；e. Film #2对不同分析物的ΔRGB响应；f. 室温（25 °C）和冷藏（4 °C）条件下储存的海鲜释放NH3的实时监测；g. 对应的ΔRGB变化循环曲线。
第一作者：陕西师范大学博士研究生苟欣瑜
通讯作者：陕西师范大学房喻院士、丁立平教授、刘太宏教授，德国乌尔姆大学常兴茂博士
全文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-74956-3
