两个基于多金属氧酸盐和冠醚基超分子阳离子的有机无机杂化材料的合成及晶体结构

以二苯并18-冠-6,3-氟-4-甲基苯铵盐以及多金属氧酸盐[Mo₆O₁₉]^2-为原料,使用溶剂挥发法合成了有机无机杂化材料[(3-F-4-MeAnis)(DB[18]crown-6)]₂[Mo₆O₁₉]·2CH₃CN (1)(3-F-4-MeAnis=3-氟-4-甲基苯铵盐;DB[18]crown-6=二苯并18-冠-6);以18-冠-6,2-氟-4-甲基苯铵盐以及多金属氧酸盐[SMo₁₂O₄₀]^2-为原料,运用H管扩散法制备了晶体材料[(2-F-4-MeAnis)([18]crown-6)]₂[SMo₁₂O₄₀]·2CH₃CN (2)(2-F-4-MeAnis=2-氟-4-甲基苯铵盐;[18]crown-6=18-冠-6)。通过红外光谱、元素分析、热重分析和X射线单晶结构分析对化合物进行了表征。结构分析表明,晶体1和2通过非共价键自组装作用构建而成,冠醚基超分子阳离子是通过N-H…O氢键作用形成。在晶体1和2中,超分子阳离子和多酸阴离子交错堆积形成包合物结构,沿着a轴方向观察,发现每个多酸阴离子被6个超分子阳离子包围着形成六边形堆积结构。通过晶体结构研究和热重分析表明,二苯并18-冠-6中的苯环在维持晶体1的稳定性方面具有重要的作用。     

常见大环自组装构建分子胶囊

分子胶囊以其独特的分子结构在控制药物释放、催化、材料科学和生物医药等领域具有潜在的应用价值.分子胶囊可由不同的分子模块通过共价键或非共价键构建.着重描述了由常见的大环主体(环糊精、杯芳烃、杯吡咯、卟啉、环三藜芦烯和葫芦脲)通过自组装形成的分子胶囊.这些分子胶囊通过非共价键(氢键、静电作用、疏水作用及范德华力等)连接,使得分子胶囊具有可控的可调节的分子结构.通过这些独特的分子结构,分子胶囊可在溶液或固相中包裹各种各样的有趣的客体.     

两亲性嵌段共聚物的自组装及载药胶束的研究

采用可逆-加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)技术合成了两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚-b-聚苯乙烯(PSt-b-POEOMA-b-PSt),通过FT-IR、1 HNMR、GPC确定共聚物的结构。将三个具有不同嵌段比的共聚物在水溶液中自组装,通过透射电子显微镜(TEM)观察得到的胶束的形貌,发现随着亲水性嵌段的比例减小,胶束的直径略微减小。通过透析方法,以共聚物作为载体,负载维生素E,TEM观察载药胶束的形貌,仍然为核-壳状的球形胶束。差示扫描量热仪(DSC)测试共聚物载药胶束前后的热性能,发现药物分子在载入内核的过程中,聚苯乙烯的玻璃化转变温度(Tg)有所降低。通过紫外(UV)分析计算得出共聚物的药物负载量(DLC)为70%～80%。     

含蜜胺基团的新型苝酰亚胺染料的合成及纳米纤维的构筑

合成了一种含三嗪基团的新型苝酰亚胺染料(T-PTCD), 并对其分子结构进行了确认. 考察了溶剂的极性和溶剂体积比等因素对相转移法和快速溶剂扩散法制备的T-PTCD聚集体形貌结构的影响. 结果表明, 以甲醇和三氯甲烷分别作为"不良"溶剂和"良"溶剂, 低体积比甲醇/氯仿在一定程度上有利纳米纤维的形成; 当体积比为1:4时, 采用相转移法可制备出直径大约100 nm左右, 长度为几十微米的结构规整的纳米纤维.     

光/温度双响应三嵌段共聚物的合成及溶液自组装行为

以双官能团聚乙二醇(Br-PEO-Br)为引发剂, 利用原子转移自由基聚合(ATRP)制得了含偶氮苯(AZO)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)的两亲性三嵌段共聚物P(AZO₉-co-NIPAM₉)-b-PEO₄₈-b-P(AZO₉-co-NIPAM₉), 并通过核磁共振(¹H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对产物进行了表征. 该共聚物能够在溶液中自组装形成纳米胶束, 运用透射电子显微镜(TEM)、荧光探针技术和动态光散射(DLS)研究了胶束的形貌、粒径及其在光或温度刺激下的响应行为. 结果表明, 该三嵌段共聚物胶束显现出我们以往报道的二嵌段共聚物所不具有的光释放行为: 包覆有尼罗红的胶束在多次紫外-可见光循环照射之后, 荧光强度和初始状态相比下降了大约40%, 说明尼罗红在此过程中逐渐被释放. 胶束的尺寸随着温度的升高而逐渐缩小.     

自然的启示:多糖与功能材料的集成组装(英文)

从自然界汲取创新灵感,深层次解析生物材料的形成过程以及结构-功能关系是仿生材料研究的核心问题。生物矿物质是一类天然无机-有机界面复合材料,以复杂高级有序结构、多功能以及温和组装为特点,在复合生物大分子诱导调控下构建而成。天然多糖是一类特殊的碳水化合物,具有丰富的化学和结构特性,它们在众多生物矿物质的形成过程中扮演重要角色。科学家预言多糖在创新功能材料研究中举足轻重。文章以贝壳珍珠层、龙虾壳及硅藻为例,概述生物矿物质的形成过程和结构-功能关系,列举仿生先进材料研究代表性工作,扼要介绍多糖自组装特性、生物功能以及无机-多糖共组装化学,并列举该研究领域代表性前沿工作,评述多糖自组装体诱导构建功能界面材料的研究战略,提出对该研究领域未来发展的粗浅看法。期望以此文抛砖引玉,邀请跨学科合作,推动功能材料集成组装研究领域的发展。     

金属-分子-金属结器件研究进展

有机功能分子是新型纳光电器件研究热门材料之一, 多用金属-分子-金属结方法研究其荷电输运特性.本文从无损制备、微纳尺度及可寻址性等方面, 综述了金属-分子-金属结器件研究进展. 将制备方法归为软接触法、扫描探针显微镜法、对电极法、交叉线法、角沉积法和纳米孔法等六大类, 并分析了不同方法及实验参数对荷电输运特性的影响. 总的来说, 扫描探针法可用于分子电学特性的快速统计分析, 但可寻址性差; 纳米孔分子结具有良好的可寻址性, 可用于分子输运特性的变温研究, 但上电极沉积可导致分子层破坏或界面特性不确定; 角度沉积法和软接触法可有效减少电极热沉积对分子层的烧蚀, 但器件尺度较大; 对电极法可获得纳米级可寻址分子结, 若结合模板压印交叉纳米线法制备电极, 则在无损分子器件研究及其集成方面有很好的前景.     

十八烷基三氯硅烷自组装膜对45#钢在盐酸中的缓蚀作用

用十八烷基三氯硅烷(OTS)在45#钢表面制备了自组装单分子膜(SAMs)。运用金相显微镜分析了钢表面的OTS-SAMs的形貌;由失重法和极化曲线研究了不同浓度及组装时间的OTS-SAMs在0.5mol/L盐酸溶液中对钢缓蚀性能的影响。结果显示,OTS的最佳组装浓度为0.15mmol/L,且当组装时间达12h时自组装已基本稳定。从极化曲线得出,OTS是一种以抑制阳极腐蚀为主的混合型抑制剂。     

逐层交替自组装法制备葡萄糖氧化酶电极

采用了分子沉积法制备葡萄糖氧化酶电极.将带有正电荷的聚二甲基二丙烯铵盐(PDDA)和带有负电荷的葡萄糖氧化酶(GOD)交替沉积在修饰有3-巯基-1-丙基磺酸盐(MPS)的金电极表面.该电极以甲酸二茂铁衍生物(Fc-COOH)为电子媒介体,促进电子在葡萄糖氧化酶和金电极表面的传递.通过循环伏安法(CV)检测酶电极的活性,在0.332 V出现一对典型的可逆二茂铁氧化还原峰(见图1),其峰电流的大小和扫描速率的平方根成正比,即由扩散控制电流大小.该电极在溶液中对葡萄糖的线性响应范围上限为6.63 mmol/L(见图2),检测限为0.547mmol/L,响应时间为9.44s.在不同的pH值测试其对葡萄糖的响应,结果表明pH为7.0时为最佳反应条件.在同一浓度下重复测试电流响应,其标准偏差为0.152,其重复使用性能稳定.     

PS-PMMA嵌段共聚物/PMMA在选择性溶剂中的自组装行为

用动态光散射和透射电镜研究了嵌段共聚物聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)和其对应的均聚物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在选择性溶剂四氢呋喃/环己烷(THF/CYH)中的自组装行为.选择性溶剂对PS嵌段是良溶剂,对PMMA嵌段和均聚物PMMA是非良溶剂,实验结果表明,在适当的分子量及组成条件下,PS-PMMA/PMMA在选择性溶剂中形成了单分散的纳米胶束,均聚物PMMA与PMMA嵌段一同形成了胶束的核,通过控制均聚物PMMA的量可以在较大的范围内调整胶束的尺寸.