中国超分子聚合物的研究与动态

超分子聚合物是高分子科学与超分子科学交叉的研究方向.超分子聚合物的研究在中国引起了学术界的广泛兴趣,中国的学者们对推动此研究领域的发展做出了贡献,并在新的超分子聚合方法、可控超分子聚合以及功能超分子聚合物等方面取得了一系列重要的创新成果.本文总结和评述了中国超分子聚合物的研究与动态,并展望了超分子聚合物化学、超分子聚合物物理、超分子聚合物表征及功能超分子聚合物的未来发展.     

分子逻辑器件研究进展

分子器件具有尺寸小、设计合成可控、存储量大、反应速度快、人工智能等诸多优点,是当今化学、物理和材料等领域研究最为重要的一个交叉领域.综述了近些年来分子逻辑器件领域的研究进展.介绍了各种类型的分子逻辑门、半(加)减法器、分子逻辑线路以及DNA分子和固态分子计算.最后提出了分子器件存在的问题并展望了其应用前景.     

新一代分子印迹技术*

分子印迹技术近年来有了迅速的发展,出现了新的分子印迹聚合物的制备技术。本文综述了分子印迹新技术的研究进展。并着重介绍了分子印迹膜技术的发展、组合分子印迹技术、分子印迹微球制备技术、非水凝胶印迹柱的制备技术和新功能单体的应用等新技术。     

光驱动分子梭

分子梭在分子开关、分子逻辑门、信息存储等领域有着潜在的应用价值,是超分子化学领域的研究热点之一。本文综述了光驱动分子梭的研究进展：重点举例介绍了荧光光谱识别法和圆二色光谱识别法这两种识别光驱动分子梭位置状态的方法;阐述了构建光驱动轮烷分子梭的新型方法学,包括光驱动环糊精[2]轮烷和[1]轮烷分子梭的定向合成,举例介绍了光间接驱动的轮烷分子梭,以及光驱动[3]轮烷型分子梭和分子梭聚合物;举例说明了光驱动分子梭的功能性应用,用光驱动分子梭来模拟分子水平的逻辑门,研究光驱动分子梭体系中的能量传递机理,以及非溶液态的光驱动分子梭;并对分子梭今后的发展做了展望。     

基于芳香分子-糖类手性超分子组装体及功能

手性超分子组装体广泛存在于自然界中,因其在材料、化学和生物学等领域广阔的应用前景,引起了科学家们极大的兴趣。其中以糖类分子作为手性源,经分子自组装构筑手性超分子组装体的研究已成为超分子化学领域的研究热点之一。本文综述了基于糖类修饰的苝酰亚胺分子、偶氮苯分子、联苯类分子和卟啉类分子等芳香分子化合物经自组装构筑的手性超分子组装体,介绍了其在有机溶剂和水的混合溶剂、水中的凝胶性质,超分子手性特征和功能,糖分子类型与超分子组装体手性间的关系等,并对基于糖类的手性超分子组装体的前景进行了展望。     

基于主客体识别的刺激响应型分子梭

分子梭作为分子机器的一种主要类型,大多是建立在主客体识别的基础上的,其在分子开关、分子逻辑门、信息存储等领域有着重要的潜在应用价值,是超分子化学领域的研究热点之一。本文介绍了分子梭的概念、原理,详细归纳了具有刺激响应型的分子梭。并且,按照外界刺激源的不同,将刺激响应型分子梭分为光驱动、pH驱动、氧化还原驱动以及多重驱动的分子梭。阐述了不同驱动方式的分子梭的结构特点、运动规律、研究进展及潜在应用,分析了刺激响应型分子梭目前面临的问题,并对其今后的发展趋势做了展望。     

旋转型单分子机器

分子机器是一种分子水平上的机器,它是一类通过外部刺激（如化学能、电能、光照等）将能量转化为可控运动的分子器件。由于人工分子机器在纳米科技领域的应用越来越普遍,已经引起人们的广泛关注。人工合成的分子机器在模拟机器运动时主要有线性运动和旋转运动两种基本运动方式,本文重点介绍了几种旋转型的单分子机器,包括分子齿轮、分子转门、分子闸和分子棘轮、分子马达等。这类分子机器的结构特点是由轴、转子和定子三部分组成,其运动特点是转子通过轴围绕定子进行双向或单向旋转。本文在介绍这类分子转子的同时,简单讨论了其设计理念和在溶液状态下所表现出的动力学行为,同时还展望了分子转子和分子马达的发展前景和面临的挑战。     

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。     

刺激响应型超分子凝胶

随着超分子化学的日益发展,刺激响应型超分子凝胶作为一种超分子材料受到人们广泛关注。超分子凝胶是由非共价键作用力自组装而成,基于这一特性,当超分子凝胶受到外界刺激（如温度、光、pH、化学物质、机械力等）时,该凝胶能够产生响应,如溶胶-凝胶转化、颜色变化或荧光变化等。刺激响应型超分子凝胶在离子识别材料、自修复材料、生物材料等领域展现出了非常好的应用前景。本文综述了近五年来刺激响应型超分子凝胶的研究进展,并根据刺激种类的不同,将超分子凝胶分为以下几类：热敏感型超分子凝胶、化学物质和pH响应型超分子凝胶、光敏感型超分子凝胶、氧化还原响应型超分子凝胶、机械力刺激响应型超分子凝胶和多重刺激响应型超分子凝胶。本文根据上述分类对超分子凝胶进行了介绍,同时对该研究领域作了展望。     

超越分子概念的化学：超分子化学的基础与应用

从超分子化学的起源与发展、超分子体系的分类及其功能与应用3个方面阐述了超分子化学的基本概念、超分子化学与分子化学的区别,以及超分子化学在生活和生产中的应用,并对其发展和应用进行了总结和展望。     

分子整流的实验与理论研究进展*

分子电子器件的思想始于20世纪70年代,分子整流的研究在30多年中取得了显著进展,包括分子结构设计、实验测量以及理论模拟。本文简述了分子整流的发展历程,介绍了被广泛研究的分子整流体系以及分子水平整流机理,包括D-σ-A型、D-π-A型、D-A型、构象转变和界面引起的整流,以及负微分电阻现象。最后提出了分子整流研究中存在的一些问题,并展望了分子整流的研究和发展方向。     

超两亲分子:可控组装与解组装

与基于共价键的两亲性分子相对照,超两亲分子系指基于非共价键构筑的两亲分子.基于超分子体系的分子工程学的思想,本文总结了超两亲分子的各种类型,包括小分子型、聚合物型和响应性超两亲分子等,以及组装超两亲分子的各种推动力,如主客体相互作用、基于电荷转移作用和不同分子间的协同作用等.研究表明,超两亲分子的研究既可丰富传统的胶体界面化学,又为高级结构的可控组装提供了新的构筑基元,并为制备功能超分子材料开拓了新的途径.     

金属配合物分子纳米结构构筑与调控的STM研究进展

金属配合物分子具有结构多样且可控以及功能丰富等特点,在催化、传感、分子识别、纳米器件等领域得到广泛应用, 对金属配合物分子的研究已是分子科学研究中的热点之一.同时, 利用配合物分子构筑表面分子纳米结构以及对配合物单分子性质的研究也日趋活跃. 近年来, 本研究组发展了配合物分子在固体表面的自组装技术, 并结合扫描隧道显微技术(STM)开展了一系列有关金属配合物分子表面纳米结构的研究工作, 在固体表面成功实现了对配体、配合物分子的高分辨STM成像、原位配合以及分子识别, 设计和构筑了多种功能配合物分子纳米结构,并系统研究了结构形成规律. 本文以本研究组近年来有关金属配合物分子组装的研究结果为主, 结合国内外相关研究小组的研究结果,综述有关金属配合物分子纳米结构的构筑与调控的STM研究进展, 介绍该类分子在固体表面的组装和分散规律, 为表面分子纳米结构的构筑和调控提供理论和实验基础.     

基于螺烯的新型手性有机分子笼

有机分子笼是一类具有独特内在空腔的三维有机分子,在分子识别与分离、催化反应、气体吸附与存储等领域有着广阔的应用前景。有机分子笼的性能主要取决于骨架分子的化学结构与键合方式,而目前成功用于合成有机分子笼的前驱分子种类还比较有限,尤其是手性分子笼。近来,上海交通大学邱惠斌课题组以具有本征螺旋共轭结构的螺烯作为骨架分子,通过动态共价键等可逆键合过程,构建了一系列具有手性超级结构的有机分子笼,在手性识别与分离、圆偏振发光、手性分子开关等应用领域进行了积极探索。     

单分子结的构筑及分子电导性质的测试

分子电子学已成为21世纪研究的热点. 通过将具有特定功能的分子连接在纳米尺度金属电极之间从而构筑包括分子导线、开关、整流器在内的各种分子尺度电子器件, 这引起了科学家们广泛的研究兴趣. 在分子电子学研究中, 构筑金属/分子/金属(MMM)分子结是研究分子器件中电子传输性质的关键. 尽管已经取得了很大的进展, 目前在纳米尺度下构筑稳定可靠的MMM分子结并测试单个分子的电学性质仍然面临很多挑战. 本文着重对单分子电学性质的测试技术和相关理论研究的最新进展以及存在的挑战做了概述.     

分子印迹技术研究进展

分子印迹是制备具有分子特异识别功能聚合物的一种技术。本文从分子印迹聚合物的识别机理、分子印迹聚合制备条件和制备技术三个方面综述了分子印迹的研究进展,最后展望了分子印迹发展前景。引用文献66篇。     

分子存储材料的设计和思路探讨

从低年级本科生的视角对新型分子存储材料的设计提出设想,尝试以超分子光切换器件为核心构造存储功能分子,结合超分子光化学、超分子光转化和能量转移器件以及超分子电活性材料等方面的知识研究了信息在分子尺度上的传递、记录和表达。并对该方案的可行性、理论模型及其读写过程以何种方式完成进行了分析与探讨。     

超分子环糊精两亲分子

本文综述了“超分子环糊精两亲分子”的最新研究进展。超分子环糊精两亲分子主要包括疏水性修饰的环糊精衍生物(第一类)、环糊精衍生物与两亲分子的包合物(第二类)和环糊精衍生物与疏水性客体分子的包合物(第三类)。针对超分子环糊精两亲分子及其自组装体系的研究不但丰富了由诺贝尔化学奖得主Lehn等所提出的超分子化学的内涵,实现了多学科的交叉,而且在生物模拟、智能材料以及可控的、具有疗效的药物输运与缓释等领域具有潜在的应用前景。     

手性超分子组装研究进展

介绍了超分子手性的基本构筑方式及其特点,分别从手性分子组装、手性分子诱导非手性分子及非手性分子组装等3个方面对最近几年来在手性超分子组装领域内的重要成果及最新进展进行了综述,并对这一领域的发展前景作了展望。     

葡萄糖水溶液氢键结构和动力分析

利用分子动力学模拟方法研究了不同浓度下葡萄糖水溶液的氢键结构和氢键生存周期. 分析了参与i个氢键(分子内、分子间、所有类型)的葡萄糖分子和水分子的百分比分布. 研究发现存在一个特征数N, 参与N个氢键的分子的比例最高, 当iN时, 参与i个氢键的分子的比例随着浓度的增加而减小. 还分析了不同类型氢键(葡萄糖分子内、葡萄糖分子间、水分子间、葡萄糖分子与水分子间、所有类型)的连续和截断自相关函数, 并计算了对应的氢键生存周期.