9.4.2 超分子组装基元与组装方法

更新于 2026年10月13日 版权声明
9.4.2 超分子组装基元与组装方法

组装基元是超分子自组装科学的基础,就像建设大楼的砖瓦,自组装基元的设计与合成将成为可控自组装科学向更高层次迈进的基石,不仅能获得复杂和精美的结构,更是实现和调控超分子体系功能的重要方法与途径。

在组装基元方面,一方面传统的主客体超分子基元及其组装体系仍在继续拓展,从早期的冠醚、杯芳烃、环糊精到近期的葫芦脲、柱芳烃等均备受关注,并展示出一些新的性能;另一方面以机械键为特征的拓扑结构超分子成为当前发展的一个热点,并在超分子机器方面展示了良好的可调控性以及功能。此外,除了一些小分子的精准设计以外,一些大分子体系、胶体粒子、纳米粒子等正在成为重要的组装基元,展示了从简单到复杂、从单一组分到多组分、从线性到支化、从静态到动态的组装特征,从基元间的完全非共价到共价与非共价的协同,合成具有和共价键相比拟稳定性的多基元协同体系将成为重要的创新设计方向。

耗散自组装通过消耗“燃料”来维持非平衡态结构,是实现复杂生命功能的基础。远离平衡态构筑的组装体,可通过能量的输入调控组装的进度,由于远离平衡态后体系的状态数大大增加,有望赋予组装体更丰富的结构和可调制的性质,开拓自组装的新体系。耗散自组装可赋予材料自修复和自适应等智能仿生特性,具有广阔的应用前景。(https://www.daowen.com)

超分子聚合物是单体通过非共价键作用自组装形成的聚合物,其形成驱动力一般为具有一定强度和方向性的非共价键。由于非共价键的动态可逆特性,超分子聚合物被赋予了诸多共价聚合物不具备的性质,如可逆、可降解、自修复、易加工、可再生等,在可降解和可逆材料、生物医用材料等方面有巨大应用前景。

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