超分子聚合物自组装的高分子
分子自组装原理及应用
分子自组装原理及应用 【摘要】：分子自组装在生物工程技术上的建模、分子器件、表面工程以及纳米科技领域已经有很广泛的应用。在未来的几十年中,分子自组装作为一种技术手段将会在新技术领域产生巨大的影响。在这篇文章里,我们介绍了分子自组装技术的定义、基本原理、分类、影响因素、表征手段等,并阐述了分子自组装技术目前的研究进展,展望了分子自组装技术的应用前景。 【关键词】分子自组装；自组装膜 1前言 分子自组装是分子与分子在一定条件下,依赖非共价键分子间作用力自发连接成结构稳定的分子聚集体的过程。通过分子自组装我们可以得到具有新奇的光、电、催化等功能和特性的自组装材料,特别是现在正在得到广泛关注的自组装膜材料在非线性光学器件、化学生物传感器、信息存储材料以及生物大分子合成方面都有广泛的应用前景,受到研究者广泛的重视和研究。 2分子自组装的原理及特点 分子自组装的原理是利用分子与分子或分子中某一片段与另一片段之间的分子识别,相互通过非共价作用形成具有特定排列顺序的分子聚合体。分子自发地通过无数非共价键的弱相互作用力的协同作用是发生自组装的关键。这里的“弱相互作用力”指的是氢键、范德华力、静电力、疏水作用力、ππ堆积作用、阳离子π吸附作用等。非共价键的弱相互作用力维持自组装体系的结构稳定性和完整性。并不是所有分子都能够发生自组装过程,它的产生需要两个条件:自组装的动力以及导向作用。自组装的动力指分子间的弱相互作用力的协同作用,它为分子自组装提供能量。自组装的导向作用指的是分子在空间的互补性,也就是说要使分子自组装发生就必须在空间的尺寸和方向上达到分子重排要求。 自组装膜的制备及应用是目前自组装领域研究的主要方向。自组装膜按其成膜机理分为自组装单层膜(Self- assembled monolayers , SAMs和逐层自组装膜(Layer -by – layer self-assembled membrane)。如图1所示,自组装膜的成膜机理是通过固液界面间的化学吸附,在基体上形成化学键连接的、取向排列的、紧密的二维有序单分子层,是纳米级的超薄膜。活性分子的头基与基体之间的化学反应使活性分子占据
两亲性及全亲水性嵌段聚合物在水溶液中的超分子自组装行为
2009年春博政考核 姓名：李昌华 学号：SA07020003 系别：高分子材料与工程（20） Email：chli@https://www.360docs.net/doc/ae11540700.html, 日期：二零零九年六月
两亲性及全亲水性嵌段聚合物在水溶液中的超分子自组装行为 摘要：在过去的几十年里，水溶液中嵌段聚合物的超分子自组装行为受到了越来越广泛的关注。研究报道，它们在药物释放，影像，遥感，和催化等领域的应用都取得了重大突破。除了嵌段单元的序列长度，分子量，溶剂和链结构都能极大地影响它们在一些选择性的溶剂中的自组装性能。这篇文章主要介绍了两亲性和全亲水性嵌段聚合物(DHBCs)的非线性链拓扑结构，包括杂臂星形嵌段聚合物，树状嵌段共聚物，环状嵌段共聚物，梳状共聚物刷。 发展脉络 众所周知，两亲性嵌段聚合物可以在水溶液中自组装成的多种形态，包括：球状，棒状，片状，囊泡，大型复合胶束或囊泡【1-5】。在过去的几十年中，由于嵌段共聚物组装体在药物释放【6-8】，成像【9-14】，遥感【15, 16】和催化【17-21】领域有着重要的应用，因而这一领域得到了越来越广泛的关注。全亲水性嵌段聚合物(DHBCs)是一类特殊的两亲性嵌段聚合物，由化学性质不同的两嵌段或多嵌段组成，每个嵌段都有水溶性。大多数情况下，全亲水性嵌段聚合物其中的一个嵌段的水溶性足以促进聚合物的溶解和分散，另一个嵌段为环境敏感水溶性聚合物。当外部环境如pH值，温度，离子强度和光照发生变化时，其由水溶性的嵌段转变为不溶性的嵌段并出现胶束化行为【22-26】。某些环境响应性的DHBCs甚至可以表现多重胶束化行为，通过调节外部环境条件其可以形成两种或多种具有反转结构的纳米尺度聚集体【22, 23, 26-32】。DHBCs在稀水溶液中独特的环境敏感自组装行为成为近年来高分子自组装领域研究的一个新的热点，关于其的研究将进一步扩大嵌段聚合物组装体的应用范围。 该部分主要介绍领域发展的基本脉络，主要集中描述近几年来两亲性和全亲水性嵌段聚合物超分子自组装体具有的非线性链拓扑结构，包括杂臂星型聚合物，树枝状嵌段聚合物，环状嵌段聚合物和梳型嵌段聚合物。我们课题组（20系刘世勇课题组）在该领域也做了很多工作。 两亲性和全亲水性星型聚合物 典型的星型聚合物是至少三条线性高分子链通过共价键或非共价键连接在同一个连接点上或一个微凝胶核上而形成的聚合物。多种可控聚合技术已被用来成功地制备星型聚合物或者杂臂星型聚合物，包括高真空阴离子聚合【46, 47】，原子转移自由基聚合（ATRP）【48-50】，
超分子聚合物_自组装的高分子
第24卷 第5期大学化学2009年10月 今日化学 超分子聚合物:自组装的高分子 阎云 (北京大学化学与分子工程学院 北京100871) 摘要 简单介绍基于氢键、主客体化学、以及金属配位作用形成超分子聚合物的研究进展,着 重概述了金属配位超分子聚合物的形成、特点及其与异电荷物质的静电自组装。 最近10年,超分子聚合物作为一种通过非共价键形成的自组装的高分子在高分子和小分子自组装领域备受瞩目。顾名思义,这类分子具有超分子和聚合物的双重特点。说它是超分子,是因为这类分子是由小分子单体通过氢键、主客体化学、配位键等非共价键连接而成的分子自组装结构;说它是高分子,是因为这样的自组装结构拥有数量众多的重复单元,就像由许多结构基元聚合而成的高分子一样。不同的是,传统的高分子一般是在引发剂存在下,在一定温度和压力下通过聚合反应形成的,其聚合物骨架是由共价键连接的单体形成的。而超分子聚合物多为具有双官能团的单体在合适的溶剂中通过分子自组装自发形成的,不需要任何引发剂。由非共价键首尾连接的小分子单体构成了聚合物骨架。超分子聚合物骨架中非共价键的存在,使得这类分子的聚合与解聚可以非常容易地发生,这赋予了这类物质独特的机械、电子以及光学性质。本文介绍氢键、主客体化学以及配位作用驱动的超分子聚合物的形成及特点,并着重介绍金属配位超分子聚合物,以及基于金属配位超分子聚合物的高级静电自组装。 1 氢键诱导的超分子聚合物———可自愈及修补的高分子 氢键诱导形成的超分子聚合物一般发生在两个能够形成多重氢键的分子体系。两个分子中至少有两对互为对方的质子给体和受体的官能团,每个官能团都能与对方分子的官能团形成多重氢键。超分子化学的开创者Lehn及其合作者[1]利用氢键形成的榫卯结构在具有双官能团的ADA2ADA型质子给体与DAD2DAD型质子受体的1:1混合体系中通过自组装形成6氢键连接的单体(A:Accep t or,质子受体;D:Doner,质子给体)(如图1A所示);这样的单体通过位于尾端的给2受体进一步进行自组装,最终形成高分子结构。其结构可用图1B表示。 可以想象,如果分子中含有多个ADA或DAD基团,就可以形成交联的网络状高分子。 此外,通过首尾交互形成的多重氢键也可以形成高分子状结构。Meijer等人[2]使用ADAD2DADA型单体四重氢键的协同与定向效应制备了聚合度很高的螺旋状超分子聚合物(图2)。当一个单体中含有3个这样的四重氢键结合单元时,形成的交联结构的超分子聚合物具有热塑性弹性体的性质,在90℃解体并熔化[3](图3),因此,这类超分子聚合物具有温度修补性。 更多的实例可参见综述文章[4]。值得关注的是,虽然这类具有温度修补性能的超分子聚
分子自组装原理及应用(精)
分子自组装原理及应用 毛薇莉无机专业MG0424012 【摘要】分子自组装在生物工程技术上的建模、分子器件、表面工程以及纳米科技领域已经有很广泛的应用。在未来的几十年中,分子自组装作为一种技术手段将会在新技术领域产生巨大的影响。在这篇文章里,我们介绍了分子自组装技术的定义、基本原理、分类、影响因素、表征手段等,并阐述了分子自组装技术目前的研究进展,展望了分子自组装技术的应用前景。 【关键词】分子自组装;自组装膜 1前言 分子自组装是分子与分子在一定条件下,依赖非共价键分子间作用力自发连接成结构稳定的分子聚集体的过程[1]。通过分子自组装我们可以得到具有新奇的光、电、催化等功能和特性的自组装材料,特别是现在正在得到广泛关注的自组装膜材料在非线性光学器件、化学生物传感器、信息存储材料以及生物大分子合成方面都有广泛的应用前景,受到研究者广泛的重视和研究。 2分子自组装的原理及特点 分子自组装的原理是利用分子与分子或分子中某一片段与另一片段之间的分子识别,相互通过非共价作用形成具有特定排列顺序的分子聚合体[2]。分子自发地通过无数非共价键的弱相互作用力的协同作用是发生自组装的关键。这里的“弱相互作用力”指的是氢键、范德华力、静电力、疏水作用力、ππ堆积作用、阳离子π吸附作用等。非共价键的弱相互作用力维持自组装体系的结构稳定性和完整性[3]。并不是所有分子都能够发生自组装过程,它的产生需要两个条件[4]:自组装的动力以及导向作用。自组装的动力指分子间的弱相互作用力的协同作用,它为分子自组装提供能量。自组装的导向作用指的是分子在空间的互补性,也就是说要使分子自组装发生就必须在空间的尺寸和方向上达到分子重排要求。 自组装膜的制备及应用是目前自组装领域研究的主要方向。自组装膜按其成膜机理分为自组装单层膜(Self- assembled monolayers , SAMs和逐层自组装膜(Layer -by – layer self-assembled membrane)。如图1所示,自组装膜的成膜机理是通过固液界面间的化学吸附,在基体上形成化学键连接的、取向排列的、紧密的二维有序单分子层,是纳米级的超薄膜。活性分子的头基与基体之间的化学反应使活性分子占据基体表面上每个可以键接的位置,并通过分子间力使吸附分子紧密排列。如果活性分子的尾基也具有某种反应活性,则又可继续与别的物质反应,形成多层膜,即化学吸附多层膜。自组装成膜较另外一种成膜技术ＬａｎｇｍｕｉｒＢｌｏｄｇｅｔｔ(ＬＢ)成膜具有操作简单,膜的热力学性质好,膜稳定的特点,因而它更是一种具有广阔应用前景的成膜技术。另外,根据膜层与层之间的作用方式不同,自组装多层膜又可分为两大类,除了前面所述基于化学吸附的自组装膜外,还包括交替沉积的自组装膜。通过化学吸附自组装膜技术制得的单层膜有序度高,化学稳定性也较好。而交替沉积自组装膜主要指的是带相反电荷基团的聚电解质之间层与层组装而构筑起来的膜,这种 膜能把膜控制在分子级水平,是一种构筑复合有机超薄膜的有效方法。
超分子自组装及其应用的研究进展
得分：_______ 南京林业大学 研究生课程论文2013 ～2014 学年第二学期 课程号：73421 课程名称：超分子化学 论文题目：超分子自组装及其应用的研究进展 学科专业：材料学 学号：3130161 姓名：王礼建 任课教师：李文卓 二○一四年六月
超分子自组装及其应用的研究进展 王礼建 （南京林业大学理学院，江苏南京210037） 摘要：分子自组装是近年来倍受重视的国际前沿课题，它将会极大促进信息、能源、生命、环境和材料科学等学科领域的发展，介绍了基于氢键、π键、配位键、双亲分子4种自组装体系，重点综述了这4种自组装体系在高分子合成领域中的最新进展，最后对超分子自组装的发展趋势做了展望。 关键字：超分子；自组装；应用；进展 Advances in supramolecular self-assembly and its applications WANG Li-jian (College of Science, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China) Abstract：Supramolecular self-assembly is a highly valued field in recent years, it will greatly promote the development of information, energy, life, environmental and materials science disciplines. This article describes four kinds of self-assembled system based on hydrogen bond, π bond, coordination bond and amphiphilic molecules. Mainly review its applications and research progress in the fields of supramolecular polymer synthesis. Finally make the prospects for its development. Key words: Supramolecular; self-assembly; application; Progress 1 超分子化学的概念 超分子化学简言之是研究各个分子间通过非共价键作用形成具有特定功能体系的科学。从而使化学从分子层次扩展到超分子层次。这种分子间相互作用形成的超分子组装体，带给人们许多认识上的飞跃，认识到分子已不再是保持物性的最小单位。也称为超分子化学(supermolecular chemistry)。超分子化学主要研究超分子体系中基元结构的设计和合成体系中弱相互作用。体系的分子识别和组装体系组装体的结构和功能以及超分子材料和器件等等。它是化学和多门学科的交叉领域。它不仅与物理学、材料科学、信息科学、环境科学等相互渗透形成了超分子科学，而更具有重要理论意义和潜在前景的是在生命科学中的研究和应用。例如生物体内小分子和大分子之间高度特异的识别在生命过程中的调控等。
分子自组装原理及应用
分子自组装原理及应用 分子自组装的原理及特点： 分子自组装的原理是利用分子与分子或分子中某一片段与另一片段之间的分子识别,相互通过非共价作用形成具有特定排列顺序的分子聚合体。分子自发地通过无数非共价键的弱相互作用力的协同作用是发生自组装的关键。这里的“弱相互作用力”指的是氢键、范德华力、静电力、疏水作用力、ππ堆积作用、阳离子π吸附作用等。非共价键的弱相互作用力维持自组装体系的结构稳定性和完整性。并不是所有分子都能够发生自组装过程,它的产生需要两个条件:自组装的动力以及导向作用。自组装的动力指分子间的弱相互作用力的协同作用,它为分子自组装提供能量。自组装的导向作用指的是分子在空间的互补性,也就是说要使分子自组装发生就必须在空间的尺寸和方向上达到分子重排要求。 自组装膜的制备及应用是目前自组装领域研究的主要方向。自组装膜按其成膜机理分为自组装单层膜(Self- assembled monolayers , SAMs和逐层自组装膜(Layer -by –layer self-assembled membrane)。如图1所示,自组装膜的成膜机理是通过固液界面间的化学吸附,在基体上形成化学键连接的、取向排列的、紧密的二维有序单分子层,是纳米级的超薄膜。活性分子的头基与基体之间的化学反应使活性分子占据基体表面上每个可以键接的位置,并通过分子间力使吸附分子紧密排列。如果活性分子的尾基也具有某种反应活性,则又可继续与别的物质反应,形成多层膜,即化学吸附多层膜。自组装成膜较另外一种成膜技术ＬａｎｇｍｕｉｒＢｌｏｄｇｅｔｔ(ＬＢ)成膜具有操作简单,膜的热力学性质好,膜稳定的特点,因而它更是一种具有广阔应用前景的成膜技术。另外,根据膜层与层之间的作用方式不同,自组装多层膜又可分为两大类,除了前面所述基于化学吸附的自组装膜外,还包括交替沉积的自组装膜。通过化学吸附自组装膜技术制得的单层膜有序度高,化学稳定性也较好。而交替沉积自组装膜主要指的是带相反电荷基团的聚电解质之间层与层组装而构筑起来的膜,这种膜能把膜控制在分子级水平,是一种构筑复合有机超薄膜的有效方法。 分子自组装体系形成的影响因素： 分子自组装是在热力学平衡条件下进行的分子重排过程,它的影响因素也多种多样,主要有以下三个影响因素: 1 分子识别对分子自组装的影响 分子识别可定义为某给定受体对作用物或者给体有选择地结合并产生某种特定功能的过程,包括分子间有几何尺寸、形状上的相互识别以及分子对氢键、ππ相互作用等非共价相互作用力的识别。利用分子彼此间的识别、结合特征,从中挖掘高效、高选择性的功能。若将具有识别部位的多个分子组合,彼此便寻找最安定、最接近的位置,并形成超过单个分子功能的高次结构的聚集体。在有机分子自组装过程中控制组装顺序的指令信息就包含于自组装分子之中,信息依靠分子识别进行。目前分子识别进一步应用于临床药物分析、模拟酶催化以及化学仿生传感器。为定性分离和设计提供更多的信息,也为加速分子发现提供潜能。 2 组分对分子自组装的影响 组分的结构和数目对自组装超分子聚集体的结构有很大的影响。吴凡等利用扫描轨道电镜观测了4 十六烷氧基苯甲酸(Ｔ1)和3,4,5 三取代十六烷氧基苯甲酸(Ｔ3)分子在石磨上形成的自组装体系的结构,结果发现这两种分子的自组装排列结构有着很大的不同:Ｔ1分子形成的是有序的明暗相间的条陇状结构,而Ｔ3分子形成的是密堆积结构。这说明组分结构的微小变化或组分的数目变化可能导致其参与形成的自组装体结构上的重大变化。 3 溶剂对分子自组装的影响 绝大多数对自组装体系的研究都是在溶液中进行的,因而溶剂对自组装体系的形成起着关键作用。溶剂的性质及结构上的不同都可能导致自组装体系结构发生重大改变。任何破坏非共价键的溶剂,都可能会影响到自组装过程的进行,包括溶剂的类型、密度、ｐＨ值以及浓
看自组装原理
看自组装原理 《自然》杂志: 科学家发现普遍的自组装原理 邓邓州门户网04-22 自组装原理（英语：principles of universal self-assembly，或译自我组装原理），是用来形容一无序系统在没有外部的干预下，由个别部件间的互动，如吸引和排斥或自发生成化学键等，而组成一个有组织的结构的过程。近年来自组装原理特别吸引科技界注意，因它提供自下而上、可控制的方法组装原子或分子成较大的结构，从纳米结构到微型机器等。 自组装至少有三个特征使其成为一个独特的概念： 有序性：自组装结构必须比单独的组成部分有序性更高，无论是形状还是自组装实体进行的任何行为。相互作用：比如像凡德瓦力（Van der Waals）、毛细现象、π-π相互作用,、氢键（Hydrogen bond）等弱相互作用。它们决定了液体的物理性质、固体的可溶性、及生物膜的分子组装。组成结构：构建的基本单元不只包括原子、分子，还包括拥有不同化学构成、结构、功能的纳米级、微米级的结构。这些结构可以是通过传统化学反应形成，也可以是通过别的自组装而构成的。多年来，科学家们一直在寻找能够以相同方式构建细胞（复杂的生物）到晶体（更简单的无机材料）的自组装工作原理。现在，土耳其的一个科学家团队证明了在多种材料上起作用的通用自组装过程的基本原理，即从数个原子（大的量子点）到近100万亿个原子大的人体细胞。他们的研究成果在今天的《自然物理》杂志上。 研究人员说：“要启动自我组装，要么强迫系统交付特定结果，要么利用其内部动力来获得普遍结果。我们遵循了第二种方法。”研究人员不仅展示了大小结构和质量差异超过四个数量级的简单结构以及复杂结构的自组装。它们都遵循S 型曲线聚集在一起。奇怪的是，还观察到与S曲线的个体偏差遵循特雷西-维多姆分布的统计数据，该统计数据体现在多样的、社会的、经济的和物理的系统中。 看了文章 是用来形容一无序系统在没有外部的干预下，由个别部件间的互动，如吸引和排斥或自发生成化学键等，而组成一个有组织的结构的过程。是在变化的电磁力作用下工作的，电磁力分为引力和斥力，二者还是相互转换的。变化的电磁力使宇宙一切事件变化的力量。 所有的化学键、宇宙力都是变化的电磁力。
[高分子材料] 同济大学杜建忠教授在均聚物自组装领域取得系列进展
聚合物自组装是一个重要的研究领域，对其基本规律的探索和理解有望对多个学科的发展产生影响。譬如，通过聚合物自组装可以得到实心胶束、空心囊泡、棒状胶束、纳米片、纳米管等多种多样的纳米结构，在药物载体、基因递送、癌症和其他疾病诊疗、分子催化、水处理等领域具有广泛的潜在应用前景。相比于合成较为复杂但广泛研究的嵌段共聚物，利用合成方法更为简单的均聚物作为自组装构筑单元的研究则较少有人涉及，也更有挑战性。一般认为，疏水作用在均聚物自组装中的作用会减弱，而分子间的非共价键作用如氢键、π-π作用、静电作用和偶极作用等对均聚物自组装则具有更加重要的影响。作为自组装领域的重要分支，建立均聚物自组装理论，利用新颖结构的均聚物构筑不同的纳米结构从而实现不同的功能，具有重要的理论意义与现实意义。 AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF
同济大学高分子材料系杜建忠教授课题组从2010年开始从事均聚物自组装的研究，取得了一系列原创性研究成果。近日，杜建忠教授在英国皇家化学会旗舰刊Chemical Science上发表了题为“Nanobowls with controlled openings and interior holes driven by the synergy of hydrogen bonding and π-πinteraction”的研究论文（DOI：C8SC03995J），提出了利用均聚物自组装制备开口和尺寸可控纳米碗的策略。杜建忠教授为论文的通讯作者，其博士研究生孙辉为第一作者。 如图1所示，针对非对称纳米结构的设计与制备领域的巨大挑战，他们提出了利用均聚物自组装来解决问题的新途径。首先，他们设计并合成了一系列两亲性均聚物（PHAzoMA），并在聚合物侧链中引入可产生氢键作用的氨基醇，以及可产生π-π作用的偶氮苯基团。在自组装过程中，利用分子间氢键与π-π作用的协同效应，精确调控聚合物分子链的运动性，从而使组装体发生非均匀收缩，得到具有开口结构的纳米碗。他们还通过透射电镜监控了自组装的详细过程，捕捉了纳米碗形成的中间态，并提出了纳米碗的形成机理。更重要的是，通过改变聚合物的聚合度，可以精确控制纳米碗开口的尺寸。通过对比实验，他AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF
分子自组装原理及应用(精)
分子自组装原理及应用 毛薇莉 无机专业 MG0424012 【摘 要】 分子自组装在生物工程技术上的建模、分子器件、表面工程以及纳米 科技领域已经有很广泛的应用。在未来的几十年中 ,分子自组装作为一种技术手段将 会在新技术领域产生巨大的影响。在这篇文章里 ,我们介绍了分子自组装技术的定 义、基本原理、分类、影响因素、表征手段等 ,并阐述了分子自组装技术目前的研究 进展,展望了分子自组装技术的应用前景。 【关键词】 分子自组装 ;自组装膜 - 、八 — 1前言 分子自组装是分子与分子在一定条件下 ,依赖非共价键分子间作用力自发连接 成结构稳定的分子聚集体的过程 [1] 。通过分子自组装我们可以得到具有新奇的光、 电、催化等功能和特性的自组装材料 ,特别是现在正在得到广泛关注的自组装膜材料 在非线性光学器件、化学生物传感器、信息存储材料以及生物大分子合成方面都有 广泛的应用前景 ,受到研究者广泛的重视和研究。 2 分子自组装的原理及特点 分子自组装的原理是利用分子与分子或分子中某一片段与另一片段之间的分子 识别,相互通过非共价作用形成具有特定排列顺序的分子聚合体 [2] 。分子自发地通过 无数非共价键的弱相互作用力的协同作用是发生自组装的关键。这里的“弱相互作 用力”指的是氢键、范德华力、静电力、疏水作用力、 n n 堆积作用、阳离子 吸附作用等。非共价键的弱相互作用力维持自组装体系的结构稳定性和完整性 并不是所有分子都能够发生自组装过程 ,它的产生需要两个条件 [4]:自组装的动力以 及导向作用。自组装的动力指分子间的弱相互作用力的协同作用 ,它为分子自组装提 供能量。自组装的导向作用指的是分子在空间的互补性 ,也就是说要使分子自组装发 生就必须在空间的尺寸和方向上达到分子重排要求。 自组装膜的制备及应用是目前自组装领域研究的主要方向。自组装膜按其成膜 机理分为自组装单层膜 (Self- assembled monolayers , SAMs 和逐层自组装膜 (Layer -by -layer self-assembled membrane)b 如图1所示，自组装膜的成膜机理是通过固 液界面间的化学吸附 ,在基体上形成化学键连接的、取向排列的、紧密的二维有序单 分子层,是纳米级的超薄膜。活性分子的头基与基体之间的化学反应使活性分子占据 基体表面上每个可以键接的位置 ,并通过分子间力使吸附分子紧密排列。如果活性分 子的尾基也具有某种反应活性 ,则又可继续与别的物质反应 ,形成多层膜,即化学吸附 多层膜。自组装成膜较另外一种成膜技术Langmuir Blodgett ( L B )成膜具有操作简单，膜的热力学性质好，膜稳定的特点，因而它更是一种具有广阔应 用前景的成膜技术。 另外,根据膜层与层之间的作用方式不同 ,自组装多层膜又可分为 两大类,除了前面所述基于化学吸附的自组装膜外 ,还包括交替沉积的自组装膜。 通过 化学吸附自组装膜技术制得的单层膜有序度高 ,化学稳定性也较好。而交替沉积自组 装膜主要指的是带相反电荷基团的聚电解质之间层与层组装而构筑起来的膜 ,这种 膜能把膜控制在分子级水平 ,是一种构筑复合有机超薄膜的有效方法。 n [3]。
超分子超支化聚合物的合成及其自组装行为研究
超分子超支化聚合物的合成及其自组装行为研究 周永丰*，陶伟，刘勇，颜德岳 上海交通大学化学化工学院，东川路800号，上海市，200240， *Email: yfzhou@https://www.360docs.net/doc/ae11540700.html, 作为聚合物种类和合成方法的一个重大拓展，超分子聚合物由于具有动态可逆的特征近年来引起了科学界和工业界的广泛关注。[1]超支化聚合物是一类传统的通过共价键构筑的高度支化大分子，从构型看，属于继线性，支化，交联聚合物之后的第四代高分子。目前已经有大量文献报道了合成超支化聚合物的各种方法，比如AB2, A2+B3, A2+B’B2等方法。[2]另外，近年来，超支化聚合物已经被证明具有优异自组装能力，能够通过溶液、界面和本体自组装形成各种高度有序的自组装体。[3]然而迄今为止，所报道的两亲性超支化共聚物往往是通过共价键来合成的。最近，我们课题组用主客体化学的方法成功合成了超分子超支化聚合物，并通过控制合成方法，得到了一系列不同拓扑结构的超分子超支化聚合物，比如图1所示的线性-超支化聚合物，并研究了这些聚合物在选择性溶剂中的自组装行为。[4,5]研究工作表明，可以通过超分子方法来合成稳定的超支化聚合物，另外所得到的超分子超支化聚合物具有独特的自组装行为和性能。 Fig. 1 Preparation, self-assembly and disassembly processes of a linear-hyperbranched supramolecular amphiphile 关键词：超支化聚合物；超分子聚合物；自组装 参考文献 [1] Greef, Tom F. A. de; Meijer E. W. Nature 2008, 453: 171. [2] Gao, C.; Yan, D. Y. Prog. Polym. Sci.2004, 29: 183. [3] Zhou, Y. F.; Yan, D. Y. Chem. Commun.2009: 1172. [4] Dong, R. J.; Liu, Y.; Zhou, Y. F.; Yan, D.Y.; Zhu, X. Y. Polym. Chem.2011, 2: 2771. [5] Tao, W.; Liu, Y.; Jiang, B. B.; Yu, S. R.; Huang, W.; Zhou, Y. F.; Yan, D.Y. J. Am. Chem. Soc.2012, 134: 762. Synthesis and self-assembly of supramolecular hyperbranched polymers Yongfeng Zhou*, Wei Tao, Yong Liu, Deyue Yan School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, P. R. China. We report here on the synthesis of supramolecular hyperbranched polymers through host-guest interactions, and the obtained polymers also demonstrate interesting self-assembly behaviors in solution. To our great surprise, the supramolecular self-assemblies also display some special characteristics due to the unique dynamic property of supramolecular amphiphiles.
分子自组装原理及应用
分子自组装原理及应用 【摘要】分子自组装在生物工程技术上的建模、分子器件、表面工程以及纳米科技领域已经有很广泛的应用。在未来的几十年中,分子自组装作为一种技术手段将会在新技术领域产生巨大的影响。在这篇文章里,我们介绍了分子自组装技术的定义、基本原理、分类、影响因素、表征手段等,并阐述了分子自组装技术目前的研究进展,展望了分子自组装技术的应用前景。 【关键词】分子自组装；自组装膜
molecular self-assembly technology and its research advances 【abstract】numerous self assembling systems have been developed ranging from Models to the study of biotechnology，to molecular electronics，surface engineering，and nanotechnology。In future decades, the molecules from the assembly as a technical means in the new technology will have a great influence. In this article, we introduce elements of the assembly definition, the basic principles, classifying, influence, the means of index, and describes the elements of technology from the assembly of the present development, the molecules from the assembly the future. 【Key words】molecular self-assembly；self-assembled molecular monolayer
多肽分子自组装
中国科学: 化学 2011年第41卷第2期: 221 ~ 238 SCIENTIA SINICA Chimica https://www.360docs.net/doc/ae11540700.html, https://www.360docs.net/doc/ae11540700.html, 《中国科学》杂志社SCIENCE CHINA PRESS 评述 多肽分子自组装 许小丁, 陈昌盛, 陈荆晓, 张先正*, 卓仁禧 生物医用高分子材料教育部重点实验室; 武汉大学化学与分子科学学院, 武汉 430072 *通讯作者, E-mail: xz-zhang@https://www.360docs.net/doc/ae11540700.html, 收稿日期: 2010-10-29; 接受日期: 2010-11-13 doi: 10.1360/032010-782 摘要源于自然界中广泛存在的蛋白质自组装现象, 近年来多肽的自组装逐渐成为材料学和生物医学等领域的研究热点. 通过合理调控多肽的分子结构以及改变外界的环境, 多肽分子可以利用氢键、疏水性作用、π-π堆积作用等非共价键力自发或触发地自组装形成形态与结构特异的组装体. 由于多肽自身具有良好的生物相容性和可控的降解性能, 利用多肽自组装技术构建的各种功能性材料在药物控制释放、组织工程支架材料以及生物矿化等领域内有着巨大的应用前景. 本文总结了近年来多肽自组装研究的进展, 介绍了多肽自组装技术常见的几种结构模型, 概括了多肽自组装的机理, 并进一步阐述多肽自组装形成的组装体形态及其在材料学和生物医学等领域里的应用. 关键词 多肽 自组装 形态与结构应用 1 引言 分子自组装是利用分子与分子或分子中某一片段与另一片段之间的分子识别, 通过非共价作用形成具有特定排列顺序的分子聚集体. 非共价键相互作用力是分子发生自组装的关键. 常见的非共价键相互作用力包括氢键作用、范德华力、静电作用、疏水作用、π- π堆积作用、阳离子-π吸附作用等[1]. 非共价键相互作用力维持了自组装体系的结构稳定性和完整性, 但并不是所有分子都具有自组装行为, 它的产生需要两个条件: 自组装的动力以及导向作用. 自组装的动力指的是分子间的非共价键相互作用力的协同作用, 它为分子自组装提供能量; 而自组装的导向作用指的是分子要在空间上存在互补性, 分子能够在空间的尺寸和方向上实现重排和堆积. 随着自组装技术的逐渐发展, 通过分子自组装可以得到具有光、电、催化等功能和特性的自组装材料, 例如非线性光学器件、化学生物传感器、信息存储材料和组织生长支架材料等[2~4]. 多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质, 是介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物, 由多种氨基酸按照一定的排列顺序通过肽键结合而成. 由于多肽链段上氨基酸残基具有不同的化学结构, 多肽可以利用其肽键间氢键作用以及氨基酸残基之间的氢键作用、静电作用、疏水性作用以及π-π堆积作用等有效实现分子自组装. 自然界常见的氨基酸有20种, 通过分子设计和多肽合成等手段可以得到成千上万种结构特异、具有不同功能的多肽, 有利于多肽自组装的基元选择和自组装条件的优化. 此外, 由于多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质、具有良好的生物相容性和可控的降解性, 相对于其他自组装体系, 多肽的自组装有着更为广阔的应用前景, 尤其是在组织工程、基因治疗等生物医学领域. 基于以上优点, 近年来多肽的自组装引起国内外研究人员越来越大的研究兴趣. 1993年, Ghadiri等设计并合成了含有8个氨基酸残基的环肽(cyclo-[(L-Gln-D- Ala-L-Glu-D-Ala)2-]), 通过交替改变分子结构中氨基酸残基的空间构象(L型和D型), 该环肽可以在水溶液中自组装形成纳米管状结构[5]. 同年, Zhang 等报道了
无机鞣制中的分子自组装行为
无机鞣制中的分子自组装行为* 贾淑平1，2**，但年华1，2，林海1，2，肖世维1，2，刘兰1，但卫华1，2***，米贞建3 （1.四川大学制革清洁技术国家工程实验室，四川成都610065； 2.四川大学生物医学工程技术研究中心，四川成都610065； 3.成都佰乐金生物科技有限公司，四川成都 610041） 摘要：通过对不同鞣剂鞣制机理的概括与总结，从分子自组装原理与技术的角度对不同鞣制过程中鞣剂分子与皮胶原分子的结合与交联过程进行了解释。提出了通过控制影响配合物鞣剂鞣制效果的主要因素：中心离子、配体及二者的配比、反应体系的pH值、溶剂、温度等，采用分子组装技术实现对配合物鞣剂分子的结构、形态、大小、稳定性及其反应性的调控，从而有利于开发出性能更优的配合物鞣剂。 关键词：鞣剂；鞣制原理；分子自组装；调控；配合物 The molecular self-assembly behavior of inorganic tanning process Jia Shuping1,2, Dan Nianhua1,2, Lin Hai1,2, Xiao Shiwei1,2, Liu Lan1, Dan Weihu1,2, Mi Zhenjian3 (1.National Engineering Laboratory for Clean Technology of Leather Manufacture, Sichuan University, Chengdu 610065,China；2.The Center of Biomedicine Engineering of Sichuan University ,Chengdu 610065,China；3. Chengdu Bailejin Biology Science and Technology Ltd., Chengdu 610041，China;) Abstract: The behavior of combination and cross-linking between tanning agent and collagen molecules in the tanning process was explained from the perspective of molecular self-assembly based on the general summary of the tanning mechanisms. We obtained the view that the molecular structure, shape, size, stability and reactivity of complex tanning agens could be regulated and controled through changing the main factors impacting the tanning properties of coordination compounds such as central ions, ligand and the ratio of the two, as well pH, solvent, temperature of the reaction system etc., meanwhile facilitating the development of a better performance tanning agent complexes. Keywords:tanning agent; tanning mechanisms; molecular self-assembly; regulation and Control; complex 相对而言，无机鞣制在现代制革中占据统治地位。用于制革的无机鞣剂主要有铬鞣剂、锆鞣剂、铝鞣剂和钛鞣剂等。由于无机鞣制是从生皮转变成革的关键，因此，皮革科学工作者对无机鞣制机理的探索与研究的热情有增无减。然而，时至今日，无机鞣制理论仍然带有推理性的感性色彩，而理性认识却显得相对匮乏。究其原因，一方面可能是由于人们对于皮胶原这种生物大分子的复杂的分子结构认识不够清晰，另一方面恐在于不同的无机鞣剂与鞣法条件下的动态影响因素过于复杂。因而，无机鞣制理论的细节尚值得推敲。本文在普遍公认的无机鞣制理论的基础上，* 基金资助：成都市科技计划项目，项目编号：07GGYB555GX-010 ** 第一作者简介：贾淑平，女，1984年生，硕士 ***通讯联系人：但卫华，教授，博导，dwh5607@https://www.360docs.net/doc/ae11540700.html,