超分子自组装及其应用的研究进展
超分子化学和分子自组装的研究进展与应用
超分子化学和分子自组装的研究进展与应用简介超分子化学和分子自组装是当今化学领域的一个重要分支，它们研究物质在分子层面的组装和性质，为跨学科和应用研究提供了强有力的支持。
这两种研究方法既具有基础研究的价值，又拥有广泛的应用前景。
本文旨在对超分子化学和分子自组装的基本概念、研究进展和应用进行简述。
一、超分子化学和分子自组装的概念超分子化学是指物质在分子层面上自发形成的具有特殊功能和性质的超大分子结构。
超分子化学主要研究分子之间的非共价相互作用，如氢键和静电相互作用等，这些相互作用导致了分子之间的自组装。
分子自组装是指在无外加力作用下，分散的分子自然而然地自组装成为更大、更复杂的结构。
分子自组装是超分子化学的实现途径，通过调节分子相互作用的强度和性质，可以实现自组装的控制和序列化。
超分子化学和分子自组装是相互补充的研究方法，它们共同构建了超分子材料领域的理论基础。
二、超分子化学和分子自组装的研究进展1、分子组装的分级分子自组装是一种高度有序的过程，分子的排列方式和结构的形成由分子之间的相互作用决定。
分子组装可分为一级、二级和三级。
一级自组装是指单个分子自组装成为一个比单个分子大、更定向和有序的结构。
二级自组装是指多个单个分子组装成为更大的孤立分子或超分子。
三级自组装是指在大分子中形成的超分子结构。
2、分子组装的驱动力分子自组装的驱动力是分子之间的相互作用力。
这些作用力通常包括氢键、范德华力、静电作用、π-π堆积和金属配位等。
不同的相互作用力对自组装的形成有不同的影响。
例如，氢键作用使分子之间的距离缩短，范德华力能够使分子低能地堆积在一起。
因此，在分子组装的过程中，属于不同相互作用力的能量对比显得十分重要。
3、组装体系的设计分子组装的研究和应用通常需要设计具有特定空间结构和相互作用的原料。
这些原料可以是单个分子或已经组成的超分子。
例如，在纳米电子学中，通过设计分子和超分子间的相互作用力构建器件，可以实现分子电子器件的组装。
纳米材料的超分子自组装及其应用
纳米材料的超分子自组装及其应用纳米技术是当今世界科技领域中备受瞩目的研究领域之一，其多种应用已经涉及到了众多领域，如材料科学、生物学、医学等等。
在纳米技术的相关研究中，纳米材料的自组装技术一直是备受关注的热点科技之一。
本文主要介绍了纳米材料的超分子自组装的基本原理、方法以及其具有的应用前景。
一、基本原理超分子自组装是建立在化学反应的基础上，在一定条件下，引导分子间的自组装作用，而形成的具有稳定性、可控性的超分子结构，来实现一系列的功能。
纳米材料的自组装是利用纳米材料的分子间作用力，通过组装单元之间的相互吸引和排斥作用，形成具有结构、性质和功能的有序结构，常用的自组装材料主要有无机化合物（如SiO2、ZnO等）和有机化合物（如聚合物、脂肪酸、胆酸盐等）。
超分子自组装的原理是通过分子间的非共价作用力，例如氢键、范德华力、电荷相互作用和亲疏水性等作用力，促使有机分子之间产生复杂的配位作用，从而使其自组装成为分子超结构。
这种超结构具有多种形态，例如纳米片、管、球以及空心球等。
二、方法超分子自组装技术的实验步骤主要包括两个过程：前处理（分散和修饰）和自组装。
前处理的目的是为了构建具有特定化学性质和结构的原料，以及使其成为可以进行自组装的溶液。
自组装过程则包括以下步骤：先将原料溶解在溶剂中，然后通过控制溶剂和沉淀的混合方式，使原料分子在溶液中形成一个稳定的自组装结构。
其中，溶剂的选择十分重要。
有机溶剂和水，常用的是氯仿、甲醇、乙醇、二氯甲烷等，同时也可以根据不同情况及目的选择不同的溶剂。
另外，为了使组装的结构更加稳定和可控，需要在溶液中添加适当的表面活性剂，以防止组装过程中出现过度聚集的情况。
三、应用前景超分子自组装技术在纳米材料制备和应用等领域中具有广泛应用前景。
（1）生物医学领域：超分子自组装技术可以制备出具有多种形态的纳米颗粒，具有良好的生物相容性和生物可降解性能。
这种纳米颗粒具有较大的表面积和活性基团，可以作为药物载体用于癌症治疗和药物控制释放等方面。
超分子化学中的自组装现象及其应用
超分子化学中的自组装现象及其应用超分子化学是指通过自组装形成的超分子体系的化学研究。
自组装是指具有相似化学性质的分子在特定条件下自发组装成具有特定结构和功能的单元。
自组装过程通常受到溶液中各种化学、物理因素的影响，例如温度、pH值、各种离子、缔合剂等等。
超分子化学中的自组装现象在诸如生命科学、纳米技术和材料科学等众多领域均有广泛的应用。
自组装的理论基础与应用自组装现象最早可追溯到20世纪初，人们起先研究牛胰岛素的自我组合。
20世纪50年代，第一批超分子化学家开始着手研究分子之间基于自组装理论的液晶化和晶体有机化学反应。
在这其中，特别是许多显示具有深入的基础因素，从而可提高新物质的顺应性、生物学及分子人工智能科学等许多领域。
随着自组装理论的进一步发展，许多具有自相似性的超分子体系也被开发和应用于各个领域。
例如，利用分子间 Von Neumann型自复制体系可构筑出分子识别基元等分子机器和信息存储材料；制备介于单个和集合态之间的有序高分子学习材料等。
金属有机超分子体系金属有机超分子体系是利用有机分子作为架子将某些金属离子进行有序的穿插形成的一种静电纳米混合物。
这种混合物结构极其复杂，目前的研究主要侧重于结构、物性等方面的研究。
近年来，这种体系受到了人们的广泛关注。
人们不仅发展了诸如有机基催化、新型催化剂、超分子荧光探针等领域，还开拓了应用于药物控制释放和能源催化等复杂系统，如不对称双立体金属催化剂对选区性催化的提高具有重要意义。
DNA自组装DNA自组装是一种将DNA序列构建成为各种形态的自组合衍生物，这些衍生物能够完成多个重要的生物功能。
DNA自组装引起了人们对基因工程的进一步思考。
DNA自组装速度快，无需化学反应，可以扩增产物，遗传信息不易丢失，不需要线性过程。
人们发现DNA的自组金体系由于自身携带着不同的复制和传递机制，因此可以应用于不同的研究领域，例如生物传感器、药物定向运输、病毒学和分子计算等。
超分子材料的研究进展与应用
超分子材料的研究进展与应用超分子材料是目前材料科学界研究的热点之一，其与传统材料的主要区别在于其可以进行自组装、自修复和自适应等过程。
超分子材料具有高度可控性、多样性和可变性，可以用于开发新型催化剂、光催化材料、传感器、电子元件和医药等领域。
本文将探讨超分子材料的研究进展以及其应用前景。
一、超分子材料的基本概念超分子材料是指由分子或离子经过非共价的相互作用自组装成的材料，例如氢键、范德华力、离子-离子相互作用、金属配位等。
超分子材料可以通过这些非共价作用控制结构、形状、大小和性能等方面。
例如，适当的非共价相互作用可以实现自组装形成均匀的多孔结构，从而赋予超分子材料具有良好的催化性能、吸附性能和生物医学应用价值等特性。
二、超分子材料的主要分类1. 超分子自组装体：由自组装分子形成，例如胶体、微粒子等，其优点是组成单位可以更小，可控性更强。
2. 超分子聚合物：由共价键联系起来的单位可以是单一的分子或离子，也可以是超分子自组装体。
其特点是化学稳定性比超分子自组装体高，能够形成导电、发光和磁性等性能良好的功能材料。
3. 金属有机骨架材料（MOF）：是由金属离子与有机配体自组装形成的结晶性材料，具有可调节的孔径大小、分子识别性和化学催化性能等特点，因此在气体存储、分离、催化反应和药物释放等领域具有应用潜力。
三、超分子材料在催化剂领域的应用超分子材料在催化剂领域有着广泛的应用，主要表现在以下几个方面：1. 稀土催化剂：超分子材料可以作为催化剂载体，促进稀土催化剂的活性中心吸附和分散，从而提高反应的效率。
例如，一些稀土催化剂被嵌入超分子聚合物中，能够在其表面形成大量的羟基，从而在吸附卤素或某些氧化剂的同时，还能够促进有机化合物的分子间氧化反应，提高催化反应的效率。
2. 纳米催化剂：超分子材料不仅可以控制催化剂的分散性和形貌，还能够提高催化剂的活性和稳定性，因此在制备纳米催化剂时有着广泛应用。
例如，在聚丙烯膜中嵌入Fe3O4超分子自组装体，可以通过控制催化剂的靶向性和自组装性质来提高催化剂的催化活性和选择性。
超分子自组装材料的合成及应用
超分子自组装材料的合成及应用自组装是一种具有自发性和规律性的物理过程，可以在不需要外部干预的情况下形成有序、稳定的体系。
自组装材料是一种重要的材料科学研究领域，近年来受到了广泛的关注和研究。
超分子自组装材料作为自组装材料的分支之一，是应用最广泛的一种，它具有许多优越的特性，如高度有序性、可预测性、开放性等。
本文将介绍超分子自组装材料的合成方法及其应用研究现状。
一、超分子自组装材料的合成方法超分子自组装材料的合成方法非常多样化，涉及到多种有机化学、物理化学等知识。
下面将介绍一些常用的方法。
1. 溶液法溶液法是超分子自组装材料最常用的合成方法之一。
该方法适用于将有机分子或金属离子通过氢键、范德华力、离子键等相互作用组装成超分子结构。
在该方法中，通常选择适量的有机溶剂，将反应物溶解在其中，控制温度和反应物浓度，使其发生自组装反应。
在反应中，溶液中的物种会自发形成空间有序性较高的超分子结构，形成晶体或胶体等材料。
2. 涂层法涂层法是将预先有机化学反应得到的化合物涂在基材上，再进行热处理或光照等条件下自组装成超分子结构。
涂层法一般适用于制备表面自组装材料和壳层自组装材料等。
该方法可以采用喷雾涂覆、悬滴涂覆等不同的涂层方式，具有简便、易操作等特点。
3. 模板法模板法是利用外部模板或生物模板的作用，将小分子或高分子有机分子以不同的方式组合成超分子材料。
该法包括硅胶溶胶法、电镀法、微乳液法等。
模板法的优点在于可以精确地控制纳米结构的形态、大小和组成等，制备的超分子材料具有具有明显的分子识别、催化反应等应用前景。
二、超分子自组装材料应用的研究现状超分子自组装材料具有广泛的应用前景，尤其注重在生物医学和能源领域的研究。
下面分别介绍两个领域的应用现状。
1. 生物医学领域超分子自组装材料在生物医学领域有着广泛的应用，包括基因传递、药物控释、生物成像、生物仿生等领域。
利用超分子自组装材料可控制自组装体的结构和性质，形成不同形态的纳米粒子，实现药物释放的规范化、有选择性地传递DNA片段和小分子药物，将具有明显治疗效果的药物与纳米材料结合起来，提高生物体对其的可持续利用率。
超分子化学的新进展与应用
超分子化学的新进展与应用超分子化学是指由分子间的相互作用所构成的分子集合体，它与传统的分子化学相比，具有更为广泛的应用领域和更为丰富的化学性质。
近年来，超分子化学的研究得到了快速发展，并广泛应用于生物医药、材料科学、催化反应等领域。
本文将对超分子化学的新进展及其应用进行一定程度上的探讨。
一、超分子化学的新进展1. 人工超分子的制备人工超分子是指由人工合成的分子或离子作为构筑基础，通过分子间的非共价作用，构成的自组装系统。
这种超分子材料具有自组装性、高可控性、可预测性、功能性等特点，受到了广泛的关注。
近年来，人工超分子的制备方法不断丰富和完善，例如化学合成法、界面化学法、生物合成法等。
2. 超分子识别和配位化学超分子识别是指过程中分子之间由于存在亲疏水作用、含氢键作用、金属配位作用等相互作用的力，从而识别并选择性地结合。
近年来，一些新型的超分子识别配体被合成并应用于生物医药、环境监测、纳米材料等领域，取得了一些有趣的研究成果。
3. 自组装纳米材料的制备自组装纳米材料是指通过分子间的非共价作用，自组装成二维或三维的纳米结构，通常具有单分子厚度的纳米尺寸。
自组装纳米材料可以制备成各种形貌，例如纳米粒子、纳米线、纳米管、纳米片等。
这种材料通常具有较高的比表面积和特殊的物理化学性质，是目前研究的热点之一。
二、超分子化学的应用1. 超分子催化超分子催化是指以超分子化学中具有特殊结构和功能的分子为催化剂，实现其选择性变换和反应转化的催化过程。
通过超分子化学思想的应用，能够在催化领域上实现高效、高选择性和高特异性的化学反应，例如甲醛和水制乙醛、生物质转化等反应，具有广阔的应用前景。
2. 超分子医药超分子识别和自组装纳米材料的应用也受到了医药领域的关注。
例如，一些药物分子可以通过超分子识别配体的识别过程，达到靶向作用，增加药效，减少副作用。
同时，自组装纳米材料也可以作为一种药物载体或药物催化剂，提高药物的生物利用度。
分子自组装和自组装体的研究进展与应用
分子自组装和自组装体的研究进展与应用自组装是一种自然现象，在自然界中存在着一些非常有趣的自组装体。
分子自组装是自组装现象的一个重要部分，指的是分子之间的相互作用和组合，形成新的分子结构。
近年来，分子自组装和自组装体的研究进展极大地推动了材料科学和生物科学的发展，并衍生出了一系列的应用。
分子自组装的发现以及研究对于材料科学和生物科学都有着重要的意义。
分子自组装是分子之间相互作用的结果，分子之间存在着相互吸引和排斥的力。
当这些力达到一定程度时，分子之间就会发生自组装的现象。
分子自组装可以分为两类，一类是同种分子之间的自组装，称为非共价的自组装；另一类是不同种分子之间的自组装，称为共价的自组装。
在非共价的自组装中，分子之间通过范德华力、静电作用、氢键等相互作用来组合，形成二维、三维的分子有序结构。
通过非共价的自组装，可以制得出一系列分子材料，包括金属有机框架材料、高分子材料、氢氧化物纳米管等。
金属有机框架材料是一种新型的多孔材料，具有极高的比表面积和孔径大小可控性，有着广泛的应用前景。
高分子材料通过自组装可以形成一些比较有规律的多孔结构，这些结构在分离、储能、药物控释等方面有着重要的应用。
氢氧化物纳米管是一种类似于碳纳米管的材料，具有良好的导电性、机械性和化学稳定性，是一种非常有前景的纳米材料。
在共价的自组装中，分子之间通过化学键连接来组合形成新的分子结构。
共价自组装主要应用在仿生材料、生物传感器以及分子计算机等领域。
仿生材料是一种模仿自然形态的材料，是通过分子自组装的方式得到的材料。
仿生材料在表面纳米结构、超分子材料以及智能材料方面有着广泛的应用。
生物传感器是一种高灵敏度的检测系统，可以通过生物分子识别和信号转换来对环境中的化学物质进行检测。
分子计算机是一种基于分子自组装实现的计算机系统，具有极高的计算速度和存储密度。
除了在材料科学和生物科学领域中有着广泛的应用，分子自组装和自组装体的研究还推动了一些基础科学的发展。
超分子化学在药物递送中的应用研究
超分子化学在药物递送中的应用研究超分子化学是研究分子间相互作用与自组装的一门学科，近年来，其在药物递送领域的应用逐渐受到重视。
超分子化学通过构建特定的超分子结构，实现药物的可控释放、靶向传递等功能，为药物递送系统的设计与构建提供了新的思路和方法。
本文将重点介绍超分子化学在药物递送中的应用研究进展。
一、超分子自组装载体的设计与构建在药物递送系统中，超分子自组装载体起着关键的作用。
通过合理设计分子结构，引入功能性基团，构建具有自组装性质的超分子结构，可以实现药物的高效载荷和控制释放。
例如，利用疏水性和亲水性分子间的相互作用，可以构建纳米粒子、纳米胶束等载体，实现药物的包封和控释，提高药物的稳定性和生物利用度。
二、靶向药物递送的超分子策略靶向药物递送是针对特定疾病靶点，将药物精确地传递到目标组织或细胞的策略。
超分子化学提供了一些策略来实现靶向药物递送。
例如，利用特定的配位相互作用，可以构建具有靶向性的超分子纳米颗粒，实现对癌细胞的选择性识别和细胞摄取。
此外，超分子化学还可以通过调控载体的表面性质，如电荷、亲疏水性等，实现对靶向递送的调控，提高靶向递送的效率和精确性。
三、超分子响应性递送系统的应用超分子响应性递送系统是指在特定的环境或刺激下，药物递送载体能够发生可逆的结构变化，实现药物的释放。
超分子化学在构建响应性递送系统方面具有独特的优势。
例如，利用pH响应性分子可逆的质子化和去质子化过程，可以实现对溶液pH的响应，从而控制药物的释放行为。
此外，利用温度、光照、酶等其他外界刺激，也可以实现对药物释放的调控。
四、超分子化学在基因递送中的应用除了传统的药物递送，超分子化学在基因递送中也有着重要的应用。
通过构建具有DNA或RNA识别能力的超分子结构，可以实现基因的高效载荷和靶向递送，为基因治疗提供新的手段。
例如，利用特定的配位相互作用，可以构建具有DNA结合能力的超分子纳米颗粒，实现基因的靶向传递和高效转染。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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：********名：***任课教师：***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 applicationsWANG 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; Progress1 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。
超分子化学研究的内容主要包括：分子识别，分为离子客体的受体和分子客体的受体；环糊精；生物有机体系和生物无机体系的超分子反应性及传输；固态超分子化学，分为晶体工程、二维和三维的无机网络；超分子化学中的物理方法；模板，自组装和自组织；超分子技术，分为分子器件和分子技术的应用。
现代化学与18、19世纪的经典化学相比较，其显著特点是从宏观进入微观，从静态研究进入动态研究，从个别、细致研究发展到相互渗透、相互联系的研究，从分子内的原子排列发展到分子间的相互作用。
从某种意义上讲，超分子化学淡化了有机化学、无机化学、生物化学和材料化学之间的界限，着重强调了具有特定结构和功能的超分子体系，将四大基础化学（有机化学、无机化学、分析化学和物理化学）有机地融合为一个整体，从而为分子器件、材料科学和生命科学的发展开辟了一条崭新的道路，且为21世纪化学发展提供了一个重要方向。
2自组装简介[1]分子自组装指分子自发地（在氢键、静电、疏水亲脂作用、范德华力等弱力推动下）构筑具有特殊结构和形状的稳定集合体的过程。
在化学科学方面，超分子化学提供了新的观念、方法和途径，并用来设计和制造自组装构建元件，探索分子自组装手段，这样具有特定结构和基团的分子就按一定的方式自发地组装成所需的超分子。
各种复杂生物结构形成的基础是分子自组装。
分析生物分子自组装体系，结果显示较弱的、可逆的非共价相互作用（如氢键）驱动自组装，同时这些非共价相互作用又保持自组装体系的结构稳定性和完整性。
而人工自组装体系形成的关键是分子间的非共价连接的理解和控制以及自组装过程中热力学上的不利因素的克服。
超分子化学的重要目标就是研究分子自组装过程及组装体，通过分子自组装形成超分子功能体系。
自然界中有2种类型的自组装：一种叫热力学自组装，像雨滴一样呈现出能量稳定性最大的形式；另一种叫编码自组装，是有机分子自组装成有一定功能的组织器官的过程，由生命体所体现。
分子自组装在分子识别的基础上形成具有特殊功能的超分子体系。
2.1 自组装方法自组装方法主要是接枝、旋涂、化学吸附、分子沉积、慢蒸发溶剂等成膜，近几年导向自组装、分子识别、模板自组装等纷纷涌现。
这些方法各有优缺点，因而应用也有不同。
（1）导向自组装：一般在无机领域应用较多，近来在有机无机纳米杂化材料、碳纳米管以及高分子材料中都有一定的应用。
（2）模板自组装：模板自组装（TSA）将结构限制在平板表面，对自组装行为进行引导，促使空间相在较大范围内结构有序。
自组装模板多种多样，有无机晶体、高分子、生物DNA 甚至活体病毒等等。
（3）分子识别：分子识别可以理解为在氢键、配位键、堆积效应、静电作用、疏水作用和手性作用等驱动力作用下某给定受体对作用物（或给体）选择性结合并产生某种特定功能的过程。
（4）形态学控制：自组形态学的控制，即按照发现的一些规律改变分子结构来影响组装过程，有意识地得到所需的形态。
2.2 组装体的形态（1）自组装无限网络结构：通过有机化合物和金属离子间自发组装成具有高度规整的无限网络结构。
（2）自组装纳米管道：作为离子通道性能优于天然的通道，是通过分子间的多重氢键发生自组装形成的。
（3）自组装胶囊：由2个或2个以上的分子建筑单元通过可逆的非共价键相互作用而形成自组装胶囊，在很多方面如分子传感器、催化剂和药物传输等领域潜在着广阔的应用前景。
（4）LB膜：纪念其创始人ngmuir 和D.B.Blodgett命名为LB膜，是一种超薄有序膜。
LB膜技术根据两亲分子在溶液表面的定向排列，进行二维分子组装或多层的排列组合，形成各种分子水平的器件，是在分子水平上制备有序的超分子薄膜的技术。
（5）索烃和轮烃：索烃是由2个或2个以上分立的亚单元（环）组成的内锁式结构，索烃分子中的环不是靠化学键连接的，它们的内聚力被称为机械成键，也称为拓扑键，索烃的制备过程就是典型的分子组装过程。
冠醚的环状结构常被用作组装索烃的重要组成部分。
轮烃是由环状分子和线状分子由非共价键组装成的超分子体系，线状分子两端用大基团封闭的称为轮烃，而当没有对线性分子进行封端时，所得的超分子体系称为准轮烷。
3 超分子自组装及其在高分子合成领域中的应用3.1 基于氢键作用的超分子聚合物[2]氢键型超分子聚合物是指重复单元通过与氢键相关的自组装生成的稳定超分子聚合物。
其基本特征是建筑模块具有双或多位点，通过氢键相互作用可生成液晶态和多样化的几何阵列或拓扑结构。
氢键的温度敏感性和可逆性导致氢键型超分子聚合物具有和传统共价键结合的聚合物不同的性能。
氢键型超分子聚合物已作为功能材料而广泛应用，并通过多重氢键阵列，形成与其它非共价键相互作用的组合超分子聚合物。
一般而言，氢键型超分子聚合物可分为超分子液晶聚合物、常规氢键组装的超分子聚合物和非常规氢键形成的超分子聚合物。
3.1.1 氢键型超分子液晶聚合物超分子液晶是基于非共价键相互作用的液晶体系。
利用氢键、范德华力、静电引力等分子问相互作甩可以构筑多种超分子液晶。
由于非共价键为弱相互作用且具有动态可逆的特点，这类超分子液晶体系具有对外部环境刺激的独特响应特性，呈现动态功能材料特点，如特殊的光电性质、分子信息存取、分子传感及催化活性等功能。
氢键组装的超分子液晶聚合物按分子结构大致可分为侧链型、主链型和网络型三大类。
主链型氢键液晶高分子是由两端具有双官能团结构的分子通过氢键头尾相连而成。
最常见的是结构对称的分子作为氢键的给体和受体。
侧链型氢键液晶聚合物，是由具有氢键给体或氢键受体侧链的高分子，与具有氢键受体或氢键给体末端的液晶小分子组装而成，其在光电功能材料及信息技术领域具有巨大应用前景。
网络型氢键液晶聚合物是通过氢键使高分子链上的质子给体和质子受体相互作用形成氢键网状结构。
由于氢键的快速交换及其可逆性、氢键液晶网络具有由氢键本身的动态性质带来的动态液晶性质，不同于传统的化学交联网络体系。
3.1.2 常规氢键组装的超分子聚合物常规氢键组装的超分子聚合物依据氢键的多重性可分为单重、二重、三重、四重和多重氢键体系。
单重氢键具有良好的热稳定性，常用于制备小分子或高分子液晶复合物。
Kawakam用丙烯酸和带双咪唑基的联苯这两种具有不同功能的聚合物分子链通过氢键横向连接组装成具有特殊动态性的网络超分子液晶(图1)。
该超分子聚合物共价键结合的部分没有介晶性，但结构中氢键独特的动力学性质，使得聚合物分子问能快速的转变，从而出现介晶现象。
氢键的多重度越高，体系越稳定。
另外[3]，基于多氢键连接的超分子聚合物，其高分子链结构在很大程度上和传统的缩合聚合高聚物结构有着相似性。
正如缩合聚合一样，含2个官能团的单体反应生成线形的聚合物，引入3个官能团的单体分子，将会生成支化的或者交联的大分子结构。
图1 单重氢键的网络超分子液晶3.1.3 非常规氢键形成的超分子聚合物氢键还与其他非共价作用（如π-π堆积作用、配位作用、供体一受体相互作用等）结合，通过弱相互作用之间的协调叠加，形成具有特殊结构及较强结合力的复杂超分子聚合物。
Kiyonaka基于氢键与π-π堆积共同作用制备了热响应型的超分子聚合物，并详细研究了该聚合物在药物缓释和水污染处理领域的应用。
金属一配体间的配位作用是组装无机超分子聚集体的最常用手段。
Hofmeier等利用一端氢键、一端金属配位结合的思路，合成了在同一构筑单元上拥有两种非共价作用的新型超分子聚合物。
氢键和供体一受体相互作用在轮烷、索烃和分子束等互相锁链的超分子组装体系以及分子器件研究中得到了广泛应用。