《Advanced Science》報道化工學院非平衡態(tài)超分子自組裝領域研究新進展
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近日，化工學院特聘研究員王義明與郭旭虹教授團隊在非平衡態(tài)超分子自組裝領域的研究中取得了新進展，研究工作以“Transient supramolecular hydrogels formed by aging-induced seeded self-assembly of molecular hydrogelators”為題在線發(fā)表在國際著名期刊Advanced Science（IF=15.804）上。 非平衡態(tài)超分子組裝廣泛存在于生物系統(tǒng)，賦予生命體復雜的結(jié)構和獨特的功能。在人工體系構筑非平衡態(tài)超分子組裝系統(tǒng)將不僅有利于促進對生命系統(tǒng)的理解，還將有助于對新型軟物質(zhì)材料的設計與開發(fā)。因此，對人工合成型非平衡態(tài)超分子組裝系統(tǒng)的構筑與研究具有重要意義。
在該研究工作中，該團隊發(fā)展了一種獨特的、利用分子老化誘導成核組裝的控制手段，實現(xiàn)了具有瞬態(tài)特性的超分子水凝膠材料的制備。研究人員在一前期構筑的模塊化超分子組裝體系（Angew.Chem. Int.Ed. 2019, 58,3800； J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 2847）基礎上，發(fā)現(xiàn)通過對模塊分子進行溫和的老化處理，即可誘導改變后續(xù)分子的組裝路徑，由自發(fā)條件下的親熱力學控制轉(zhuǎn)變?yōu)橛H動力學控制，組裝形成一種獨特的亞穩(wěn)態(tài)超分子水凝膠材料。進一步研究發(fā)現(xiàn)，體系中的組裝前體分子在老化處理過程中，自組裝成納米級的聚集體，該聚集體作為成核中心，改變了分子組裝成核過程，誘導組裝過程轉(zhuǎn)變?yōu)橛H動力學控制型，最終形成動力學控制的超分子組裝產(chǎn)物。該超分子凝膠表現(xiàn)出獨特的瞬態(tài)特性，其結(jié)構隨時間可進行緩慢的演變，最終轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬Ψ€(wěn)定的凝膠狀態(tài)。 這種分子老化誘導瞬態(tài)超分子水凝膠的合成，不僅為非平衡態(tài)超分子自組裝體系的構筑開辟了一條新的簡便方法，而且還展示分子老化對超分子組裝過程的重要影響，在未來的超分子組裝研究中不容忽視。 化工學院為該工作的第一完成單位，論文的第一作者為該院特聘研究員王義明，通訊作者為合作伙伴荷蘭代爾夫特理工大學的Jan H. van Esch教授，郭旭虹教授在該工作開展過程中提出了寶貴的建議，并在材料表征上提供了支持和幫助。該項目得到了國家自然科學基金、華東理工大學創(chuàng)新人才計劃專項項目的支持。 論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201902487 |
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