基于二茂鐵與環(huán)糊精的可逆宏觀超分子組裝研究.pdf

1、超分子組裝是利用超分子相互作用，自下而上的構(gòu)造有序結(jié)構(gòu)的重要方法。該方法可以在溫和條件下制備多維高精度有序結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)大量構(gòu)筑基元的平行組裝，有望促進(jìn)超分子組裝領(lǐng)域的研究邁向工業(yè)化的應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)的超分子組裝研究主要集中于超分子聚合物、超分子薄膜、超分子表面活性劑等，研究范疇是分子或納米層次。針對一些大尺度超分子材料的制備就需要發(fā)展毫米及毫米以上的宏觀超分子組裝。目前，宏觀超分子組裝還處于初級研究階段，面臨著很多問題和難點，例如宏觀構(gòu)筑

2、基元的表面粗糙度、表面官能團(tuán)的分布及相互作用、界面現(xiàn)象、基元的可控運動等等。這些難點導(dǎo)致只有部分主客體分子相互作用，其作用力不足以實現(xiàn)宏觀構(gòu)筑基元的組裝。
　　為了解決這些難題，我們課題組提出了“柔性間隔層”的概念，即利用交替層狀自組裝技術(shù)(layer-by-layer)在毫米尺度的宏觀基元表面構(gòu)筑聚電解質(zhì)多層膜（PEI/PAA-PDDA/PSS）。這一涂層具有一定的厚度和流動性，很好的發(fā)揮了“柔性間隔層”的作用，既可以彌補(bǔ)表面粗

3、糙度又能提高表面超分子官能團(tuán)相互作用的幾率。基于這一柔性間隔層的宏觀超分子組裝機(jī)理可以通過“多重相互作用”(multivalency)來解釋，即當(dāng)具有多個作用位點的兩個構(gòu)筑基元接近時，某一作用位點首先結(jié)合，臨近的其他位點發(fā)生相互作用的概率大大增加，表現(xiàn)為局部濃度增強(qiáng)，因而提高了構(gòu)筑基元之間的表觀結(jié)合常數(shù)，增強(qiáng)了結(jié)合力。
　　然而，像其他普通的聚電解質(zhì)多層膜一樣，上述柔性間隔層組分相對復(fù)雜，且易受pH、離子強(qiáng)度、濃度等各種因素的影響

4、，為了簡化成膜過程、增強(qiáng)柔性層的相對穩(wěn)定性，我們以宏觀尺度的PDMS立方塊體為構(gòu)筑基元，將環(huán)糊精和二茂鐵分子作為超分子識別體系，采用戊二醛交聯(lián)法處理具有高度流動性的多層膜（PEI/PAA），提出了一種新的可用于宏觀超分子組裝的柔性間隔層，提高了組裝體的穩(wěn)定性。戊二醛中的醛基與氨基在緩沖溶液中能快速反應(yīng)形成較穩(wěn)定的席夫堿結(jié)構(gòu)，常用于生物體系，是一種簡便有效的交聯(lián)高分子的方法。利用戊二醛與PEI中的氨基反應(yīng)，部分交聯(lián)柔性間隔層，既縮短了成膜