离子自组装超分子液晶的研究进展

离子自组装超分子液晶是超分子体系中相对较新颖和引入注意的领域,它在新型功能材料的设计中占据非常重要的位置。本文主要介绍目前文献报道的由含铵离子的液晶分子或非液晶分子与含羧基的聚合物和含磺酸离子的聚合物自组装成超分子液晶及含金属离子(锌、铜、锂、氧钒基)的金属离子配位自组装超分子液晶两大类。     

基于氢键的自组装超分子体系

氢键自组装超分子是超分子体系中相对较新颖和引人注意的领域,它在化学和生物体系中占据非常重要的位置。本文主要介绍目前文献报道的一系列由不同氢键缔合方式形成的自组装超分子。     

超分子聚集体构筑单元的分子设计及其自组装研究进展

超分子聚集体因有着丰富的形貌和多样化的功能,并具有良好的可调控性,而备受广大超分子科学家的关注。不同结构的超分子聚集体在新材料开发、药物传输、生物成像和医疗卫生等领域均有着极其重要的研究价值和应用前景。基于在不同领域中超分子聚集体的应用特点,其自组装构筑单元的设计方法也有着诸多的选择,如何高效地设计并制备有价值的超分子体系构筑单元已经成为超分子化学研究的一个重要课题。基于超分子聚集体自组装过程的影响因素,对超分子聚集体构筑单元的主要设计方法和思路进行了总结和分析,为后续不同体系超分子聚集体构筑单元的设计及其自组装过程的相关研究提供重要的参考。     

基于氢键的自组装超分子体系

氢键自组装超分子是超分子体系中相对较新颖和引入注意的领域，它在化学和生物体系中占据非常重要的位置。本文主要介绍目前文献报道的一系列由不同氢键缔合方式形成的自组装超分子。     

具有分子机器、分子开关功能的自组装超分子体系

本文介绍了具有分子梭或分子开关性质的新型轮烷和索烃超分子以及具有分子机器功能的其它类型化学和生物分子的国际研究最新动态。     

π-共轭体系超分子自组装

π-共轭体系因其分子结构的可设计性以及优异的光电性质得到了广泛的研究,其超分子自组装在制备结构复杂、规则的功能纳米材料方面表现出了显著的优势,且是调控材料宏观性质的一种有效的方法.因此,π-共轭体系超分子自组装已经成为近年来信息、材料、生物等前沿领域的研究热点.本文综述了π共轭体系超分子自组装的机理、外界环境的导向作用、自组装形态以及其在光电器件、生物传感等方面的应用研究,进一步提出了该领域尚待解决的问题并对其应用前景进行了展望.     

聚酰胺螺旋纤维的多级自组装行为研究

以含聚异丙二醇（PPG）链段的聚醚胺和己二酸为原料,合成了温度响应性聚酰胺APA;FT-IR和GPC的结果表明合成产物具有酰胺结构的聚合物;Micro-DSC和变温紫外测试的结果表明,合成的APA具有33℃的最低临界互溶温度;TEM和AFM的结果表明当组装体溶液浓度为1 mg/mL时,APA在常温下可以组装成长纤维,其形成经历了“胶束-胶束多聚体-胶束融合-长纤维”等多级自组装过程.而当温度升为60℃,这些长纤维会转变为平均螺距为35 nm的螺旋纤维.螺旋纤维的形成本质上是当温度高于LCST时,APA纤维中的PPG链段坍塌,从而诱导纤维发生扭转,最终导致螺旋结构的出现.     

环糊精相关的超分子自组装最新进展

对基于环糊精的超分子自组装的最新研究进展作了综述.详细介绍了环糊精为轮、高分子为轴的聚轮烷的制备及其修饰的方法,同时还介绍了无高分子参与的环糊精的超分子自组装高分子化合物的制备.并且对这些超分子在智能材料、生物医药和聚合催化等方面的应用进行了介绍.     

超分子和高分子自组装的动力学模拟研究

超分子和高分子的自组装是发展新型高性能材料的有力手段.通过自组装构筑多级有序结构,从而显著提高材料的力学、光学或电学性能,是化学和材料科学研究的前沿.然而精确调控自组装需要深入理解范德华、氢键、静电、主客体复合和π-π等相互作用以及动力学机理所扮演的角色.计算机模拟,尤其是分子动力学模拟,为研究自组装结构和演化过程提供了独一无二的手段.本文主要阐述超分子和高分子的多尺度模型和动力学模拟方法,讨论不同模拟方法的特点、适用范围和优势;进一步简述我们发展的定制模型和方法,以及同时提高模型精度和计算效率方面采取的策略.通过总结应用这些方法对超分子和高分子自组装开展的研究工作所取得的进展,为进一步发展自组装动力学模拟方法提供参考.     

向日葵状葫芦脲的合成与超分子自组装

葫芦脲(CB[n],n为最小重复单元数)是一类由苷脲与甲醛经缩合环化而形成的大环分子,因具有良好的分子识别性能及配位性能,在分离、催化、医药、互锁分子及超分子体系构建等领域有着广泛的应用。本课题组在苷脲分子中间的桥上增加一个碳原子,得到苷脲类似物丙基二脲(TD),TD进一步与甲醛缩合环化得到一系列向日葵状葫芦脲类似物(TD[n])。与传统苷脲相比,TD容易在碳原子上衍生化,衍生物对成环反应的影响较小,容易获得TD[n]。相比CB[n]的n最小值为5,TD[n]的n最小值减小到4,TD[4]是目前为止文献报道的葫芦脲家族的最小成员。此外,这些TD[n]有的对金属离子具有很好的选择配位能力,有的对质子化有机胺具有强的外结合性能,它们分别构建了一系列一维、二维或刺激响应型超分子聚合物。研究结果为TD[n]在超分子化学等领域的进一步应用打下坚实的基础。     

[60]富勒烯的超分子自组装研究进展

超分子自组装是发展超分子电子学的重要途径。随着纳米科学和技术的迅速发展,自组装技术已成功地应用于纳米尺度物质的维数、形貌和功能等的调控。作为构筑分子水平上一维、二维、三维有序功能结构和高有序分子聚集态结构的关键技术,超分子自组装技术有力地推动了具有优良光、电、磁性能的分子材料和纳米功能材料更深层次的研究。本文综述了超分子自组装在富勒烯科学领域的基础研究和应用,特别是对有利于自组织和自组装功能的富勒烯基衍生物的设计与合成、超分子作用力引导的具有特定结构的分子体系的可控自组装、以及富勒烯分子聚集态结构材料的光物理过程、超分子中电子转移和能量转移现象进行了描述;并对卟啉、四硫富瓦烯、碗烯和杯芳烃等一系列富π电子化合物和大环主体分子等包含[60]富勒烯的主体化合物的超分子作用和超分自组装体以及通过氢键、π-π作用、静电力和范德华力和金属配位作用形成的[60]富勒烯超分子自组装体进行了总结,对未来发展进行了展望。     

自组装聚酰胺-胺大分子对甲基橙相转移行为的影响

自组装聚酰胺-胺大分子对甲基橙相转移行为的影响;树枝状大分子;聚酰胺-胺;甲基橙;分子自组装     

分子组装技术制备超晶格的研究进展

总结了分子组装技术及超晶格研究的历史, 介绍了分子组装技术制备超晶格的几种方法。     

纳米团簇的超分子自组装

在纳米材料的应用过程中, 纳米团簇或纳米粒子的组装将是非常关键的一步。纳米团簇的超分子化学组装方法可分为两类, 即胶态晶体法和模板法。胶态晶体法是利用胶体溶液的自组装特性将纳米团簇组装成超晶格, 可得到二维或三维有序的超晶格。模板法是利用纳米团簇与组装模板间的识别作用来带动团簇的组装, 可应用的模板有固体膜、单分子膜、有机分子、生物分子等。其中, 单分子膜模板是研究最多也是最为成熟的一种; 生物分子间严密的分子识别功能使其成为非常有发展前途的组装模板, 而且用生物分子模板有可能实现不同纳米团簇间的组装。     

基于金属配位和主客体相互作用分级自组装构筑超分子凝胶

将金属配位和主客体相互作用引入到同1个超分子体系中,设计合成了2个超分子单体1和2.通过这2个超分子单体分级自组装形成的交联网状超分子聚合物构建了一种多重刺激响应性和良好自修复性能的超分子凝胶.同时,进一步将具有聚集诱导发光性能的四苯乙烯引入到这种超分子体系中,以赋予超分子体系新颖的发光性能.单体分子1是由中间为双苯并24-冠-8的冠醚连接2个四苯基乙烯荧光生色团,两端为2个三联吡啶分子构成的1个主体分子.单体分子1两端的三联吡啶基团可以与过渡金属Zn(OTf)2进行金属配位形成线型超分子聚合物3;而中间的冠醚基团与双二级铵盐客体分子2通过主客体相互作用进一步形成交联超分子聚合物4.当该交联超分子聚合物的浓度达到30 mmol/L时,可形成荧光超分子聚合物凝胶.通过核磁共振(1H-NMR和DOSY)与黏度等测试方法,证明了线形和交联超分子聚合物的形成,并进一步通过流变的测试证明了超分子聚合物凝胶的形成及其良好的自修复性能.除此之外,由于引入的主客体相互作用以及金属配位固有的刺激响应性,该荧光超分子聚合物凝胶表现出对温度、p H值、K+离子和竞争配体的刺激响应性能.     

自组装超分子膜修饰电极的研制及分析应用

阐述了自组装超分子膜修饰电极的发展概况及超分子体系形成的理论基础，并对自组装超分子膜修饰电极的特点、电化学行为、功能膜的制备和表征方法以及它在电催化、生物传感器、离子选择性电极等方面的应用进行了综述。     

反应离子刻蚀和自组装分子膜构建硅基底疏水与超疏水表面

采用反应离子刻蚀技术在Si(100)表面加工微米级圆柱阵列, 采用自组装技术分别制备了3种硅烷自组装分子膜. 结果表明, 采用反应离子刻蚀构建出的4种微米级圆柱阵列结构规整, 其直径为5 μm, 高度为10 μm, 间距为15~45 μm. 沉积自组装分子膜后, 试样表面的水接触角显著增大, 其中沉积1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)自组装分子膜接触角最大, 1H,1H,2H,2H-全氟辛烷基三氯硅烷(FOTS)次之, 三氯十八硅烷(OTS)最小. 测得的接触角大于150°时接近Cassie方程计算的接触角, 而小于150°时接近Wenzel方程计算的接触角. 改变圆柱阵列的间距和选择不同的自组装分子膜, 可以控制表面接触角的大小. 原子力显微镜(AFM)观测结果显示, 沉积自组装分子膜可以产生纳米级的团簇. 由微米级圆柱阵列和纳米级自组装分子膜构成的表面结构使Si试样表面接触角最大可达156.0°.     

基于天然小分子化合物的超分子自组装

天然产物来源广泛、手性结构独特、具有多修饰位点、良好的生物相容性和可控的降解性, 与其他非天然产物的自组装体系相比, 具有更多的优势. 简单修饰的天然产物在溶剂中容易形成氢键、π-π堆积、范德华作用等非共价键作用, 促使分子有序排列形成聚集体, 成为超分子自组装体系的重要构筑基元. 同时, 其独特的手性结构在分子有序排列过程中, 通常会实现手性由分子层次到超分子层次的传递和放大, 因此, 可用于构建螺旋带、纳米管等多种手性组装体. 天然产物良好的生物相容性和生物活性, 也使得基于此类化合物的组装体可应用于组织工程、药物传递、细胞成像等生命科学领域, 显示其广阔的应用前景. 本文介绍了基于氨基酸、糖、核苷碱基、甾体、三萜等天然产物缀合物在超分子自组装特性方面的研究概况及其发展趋势.     

α-环糊精/聚乙二醇自组装超分子纳米药物载体

研究了一种新型超分子纳米药物载体的制备方法及其药物释放性能. 将α-环糊精(α-CD)穿入肉桂酸改性的PEG分子链形成包含复合物(inclusion complex, IC), 通过超分子自组装成为纳米粒子. 将抗肿瘤药物阿霉素负载到纳米粒子中, 研究药物释放行为及其对肿瘤细胞的抑制效果. 以核磁共振(1H NMR)、X射线衍射(XRD)、紫外吸收光谱(UV)、动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)表征了纳米粒子的结构和形貌, 用激光共聚焦显微镜(Confocal)研究了载药纳米粒子在细胞内的分布及其对肿瘤细胞的抑制效果. 结果显示超分子纳米粒子具有很好的生物相容性和药物缓释作用, 载药纳米粒子对肿瘤细胞具有很好的杀伤效果.     

超分子凝胶的手性功能应用:手性分子识别与不对称催化

超分子凝胶通过形成三维空间网络结构将溶剂液体相固定化,是一类重要的软物质材料。由于超分子凝胶能快速形成,自组装形成的纳米结构均一、可调,且可大规模制备,因此成为超分子化学、纳米技术以及材料科学研究的重要研究方向之一,并在诸多领域得到广泛的功能研究和应用拓展,如在材料模板、光电开关、药物释放、分子识别和超分子催化等方面已有大量研究报道。由于超分子凝胶具有固-液相可逆转变、可控组装等特性,成为了超分子手性和分子手性研究的重要载体。近年来超分子凝胶在超分子手性催化、手性分子识别等方面取得了一系列重要突破,为超分子凝胶功能应用开辟了新的空间,为手性科学研究提供了新的手段和方法。