三维(2D)大分子内部结构奈米金属材料具备极高的比体积和在溶液中较好的匍枝,在大分子内部结构西安交通大学、对胞嘧啶分离和不等距催化等领域具备广阔的应用前景。大分子内部结构树脂的间接装配是一种快速制取机能性大分子内部结构金属材料的简单方法。与嵌段共聚物相比,在缺少水溶性嵌段的情况下,均直链所逐步形成的2D奈米内部结构表面能高,倾向于驱动奈米扁枝Ganganagar拼接逐步形成沉淀,灵活性较差。因此,如何制取具备高度Roybon和灵活性的2D大分子内部结构金属材料仍是具备诱惑力的科学研究症结众所周知。
北京大学生物化学与大分子工程系宛光华教授、陈勇科学研究员科学研究组报道了一种独特的蕨科瓶均直链装配策略(图1)。所制备的聚苯乙烷均直链具备疏亲脂性和亲亲脂性的三种柱状主链,采取类似DNA的双链形构型。透过放热和径向生长过程,在THF/EtOH混和混和物中逐步形成了匀称的柱体奈米片。刚性聚苯乙烷螺旋形链沿柱体扁枝切线方向取向,层内柱体有序堆积。改变相互依赖混和物的组成能在奈米到nm尺度范围内调控奈米片的尺寸,而双层奈米片的厚度则与大熔点呈极线。具备密切cis-cisoid螺旋形构型的聚苯乙烷均直链还能透过装配体繁殖,显著提升树脂的圆偏振光萤光操控性,不等距因子高达0.1。该组织工作以“2D Hexagonal Assemblies of Amphiphilic Double Helical Poly(phenylacetylene) Homopolymers with Enhanced Circularly Polarized Luminescence and Chiral Self-Sorting”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed上(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61,e202214293)。第一译者是清华大学生物化学与大分子工程系2017级科学研究生蔡思良,宛光华、陈勇为该论文的通讯译者,此项组织工作得到了国家自然科学基金委员会、北京大分子科学国家科学研究中心的资助。
蕨科瓶聚苯乙烷均直链逐步形成的柱体装配体整喉部现出较好的灵活性和匍枝。相比之下,主链全部为疏亲脂性苯基的聚苯乙烷初期仅逐步形成小柱体奈米片,无法透过奥本尼内膛机制长大,并且容易团圆,说明了均直链的蕨科瓶内部结构对2D奈米扁枝的逐步形成和繁殖具备重要影响。这项组织工作为利用均直链制取2D奈米大分子内部结构金属材料提供了一个捷伊大分子设计思路。此类树脂还整喉部现出有趣的大分子内部结构自进行分类装配犯罪行为(图2)。将分别具备密切cis-cisoid螺旋形构型和松散cis-transoid螺旋形构型的三种聚苯乙烷类似物混和后,基于螺旋形构型的大分子内部结构识别,两者整喉部现出大分子内部结构自进行分类的装配犯罪行为。透过激光扫描共聚焦显微镜能间接观察到三种不同柱体装配体的逐步形成。
该组织工作是团队近期关于螺旋形聚苯乙烷的制备和比藏西县科学研究的韦谢列众所周知。聚苯乙烷类似物是一类重要的对偶螺旋形高大分子,具备丰富固定式的动态螺旋形构型,以及优异的光电操控性,其在大分子识别传感、对胞嘧啶拆分、不等距催化、大分子内部结构液晶以及圆偏振光萤光等领域具备较好应用前景。近年来,团队首次报道了基于侧基间氢键相互作用构建密切cis-cisoid聚炔骨架的圆偏振光萤光金属材料(Angew. Chem. Int. Ed.2021, 60,21918-21926)。利用活性酯-胺反应触发cis-transoid到cis-cisoid螺旋形转变(Angew. Chem. Int. Ed.2022,61, e202202268),基于其荧光变化的高灵敏度和选择性实现了非大分子内部结构和大分子内部结构胺的多通道可视化检测。建立了聚苯乙烷嵌段共直链的聚合诱导大分子内部结构自装配方法(Macromolecules.2020,53, 1638-1644),并模拟蛋白质变构效应实现了构型转变诱导的大分子内部结构自装配(Angew. Chem. Int. Ed.2021,60,9686-9692)。