納米超分子

1、超分子自組裝,,,超分子的簡介,2,,超分子的應用及實例,3,,超分子的發(fā)展歷史,1,超分子的發(fā)展歷史,1987年諾貝爾化學獎獲得者，法國科學家 J. M. Lehn（萊恩） 首次提出了“超分子化 學”這一概念。他指出: "基于共價鍵存在著分子化學領域, 基于分子組裝體和分子間鍵而存在著超分子化學" 。換句話說分子間的相互作用是超分子化學的核心。,超分子這一術語早在19世紀30年代中期就被提出,超分子

2、化學的概念和術語則是在1973年提出。,J. M. Lehn講學：超分子,圖片來源于百度,超分子化學,超分子化學(supramolecular chemistry)是化學與生物學、物理學、材料科學、信息科學和環(huán)境科學等多門學科交叉構成的邊緣科學，亦稱主- 客體化學(host-guest chemistry)從某種意義上講，超分子化學淡化了有機化學、無機化學、生物化學和材料化學之間的界限，著重強調了具有特定結構和功能的超分子體系，將四大

3、基礎化學(有機化學、無機化學、分析化學和物理化學)有機地融合為一個整體,超分子（ Supramolecular ）：通常是指由兩種或兩種以上分子依靠分子間相互作用結合在一起的，組成復雜的有組織的聚集體，并保持一定的完整性，使其具有明確的微觀結構和宏觀特性。它可簡單到由二個分子組成。它們可以是球形，棒形，或片狀樣品。其尺寸從納米-微米的范圍。超分子組裝的過程稱為分子自組裝(Molecular self-assembly)，自組織過程(

4、Self-organization)是使超分子產生高度有序的過程。,超分子簡介,金屬離子的配位鍵、氫鍵、π-π堆積作用、靜電作用和疏水作用等。,,,由兩個或兩個以上基團用柔性鏈或剛性鏈連接而成的超分子化合物,環(huán)狀配體組成的主客體體系,有序的分子聚集體,超分子,超分子的大致分類,超分子的應用,根據超分子自組裝原則，使用分子間的相互作用力作為工具，把具有特定的結構和功能的組分或建筑模塊按照一定的方式組裝成新的超分子化合物。如果人們能夠

5、很好的控制超分子自組裝過程，就可以按照預期目標更簡單、更可靠的得到具有特定結構和功能的化合物。它不僅在材料科學、信息科學，而且在生命科學中均具有重要的理論意義和廣闊的應用前景。,超分子自組裝法制備氮化碳聚合物,Thomas 等通過將等摩爾比的三聚氰胺和三聚氰酸溶解在二甲基亞砜溶劑中進行自組裝形成超分子再分離出來, 得到具有疊層堆垛的花球形貌超分子組裝體,進一步焙燒熱聚合成氮化碳納米材料,信息來源：Jun Y S, Lee E Z, Wa

6、ng X C, et al. Advanced Functional Materials [J], 2013, 23 （29）： 3661-3667,信息來源：Jun Y S, Lee E Z, Wang X C, et al. Advanced Functional Materials [J], 2013, 23 （29）： 3661-3667,超分子自組裝法制備氮化碳聚合物,超分子自組裝合成方法在很大程度上受到溶劑種類、組裝時間、超

7、分子表面能、焙燒溫度和時間的影響。Shalom 等詳細研究了溶劑和熱聚合溫度等因素對三聚氰胺-三聚氰酸超分子和氮化碳的形貌織構的作用。當采用水和氯仿作為溶劑時, 分別得到的是棒狀形貌和針狀結構，而當采用乙醇作為溶劑時, 得到的是規(guī)則的薄餅狀三聚氰胺-三聚氰酸超分子。在焙燒后, 原先的薄餅狀形貌轉變成了空心形貌。延長焙燒時間能夠使空心納米結構生長得更均勻完整。,超分子自組裝法制備氮化碳聚合物,信息來源：Shalom M, Inal

8、 S, Fettkenhauer C, et al. Journal of the American Chemical Society [J], 2013, 135 （19）： 7118-7121.,信息來源：Shalom M, Inal S, Fettkenhauer C, et al. Journal of the American Chemical Society [J], 2013, 135 （19）： 7118-7121.

9、 右圖來源于自己拍攝,超分子自組裝法制備氮化碳聚合物,a、三聚氰胺-三聚氰酸組裝體的SEM圖；b、三聚氰酸-三聚氰胺組裝體在550 ℃ 氮氣氣氛中焙燒12 h 后的SEM 照片,直接煅燒三聚氰胺得到的氮化碳TEM圖,超分子在生命科學中的應用,,Enzyme-responsive, amphiphilic self-assembly represents one of the increasingly signif

10、icant topics in biomaterials research and finds feasible applications to the controlled release of therapeutic agents at specific sites where the target enzyme is located.,一種酶調控的納米超分子囊泡,一種酶調控的納米超分子囊泡，其構筑單元以磺化杯[4]芳烴（C4AS）

11、為主體，以氯化肉豆蔻酰膽堿（MyCl）為客體，通過主-客體包結配位相互作用構筑超分子組裝體。,信息來源：劉育, 王魁, 郭東升, et al. Preparation method and application of enzyme regulated nanometer supermolecule vesicle:, CN 102580100 B[P]. 2013.,制備方法： 將磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蔻酰膽堿溶解于水中

12、，均勻混合后得到超分子囊泡溶液。,優(yōu)點：該制備方法簡便，主、客體原料用量少；該超分子囊泡生物相容且穩(wěn)定性好，對膽堿酯酶具有良好的選擇響應性，可負載治療老年癡呆癥的親水藥物他克林，負載后的他克林可高選擇性并且適量的釋放于膽堿酯酶的靶向位點，其在治療老年癡呆癥藥物負載、運輸和靶向釋放領域具有廣闊的應用前景。,信息來源：劉育, 王魁, 郭東升, et al. Preparation method and application o