基于主客体识别构筑超分子聚合物研究

正超分子聚合物是化学自组装领域最重要的研究方向之一,它由高分子/小分子构筑基元通过非共价键自组装聚合而成,在易降解、响应性、自修复材料等领域呈现出广阔的应用前景。针对超分子聚合物中主客体识别构筑基元有限、结构多层次控制困难、多重响应性超分子聚合物稀缺等科学问题,浙江大学黄飞鹤教授课题组开展了基于主客体识别构筑超分子聚合物的系统研究。研究成果获2020年度浙江省自然科学奖一等奖。     

基于柱芳烃的3D超分子聚合物网络的构筑及应用

总结了通过不同的正交非共价键相互作用力,如氢键、π-π堆积、金属配位、主客体作用等,来构筑3D网状结构的超分子聚合物的方法。由于结合了多重的相互作用力,三维网状超分子聚合物在保持动态可逆性质的同时,其结构相对牢固,性能也更加稳定。此外,还概述了3D网状结构的超分子聚合物在催化、药物控释、检测、传感等方面的应用。     

稀土金属有机分子笼的研究进展

金属有机分子笼(MOCs)在主客体化学、催化、光学生物成像等众多领域表现出潜在的应用价值,从而引起众多科学家的研究兴趣.稀土金属超分子配位体系由于其独特的光学和磁学特点使众多超分子学者关注和研究.基于配体的设计,综述了不同构型的稀土金属有机分子笼的构筑以及它们在光、磁、催化等方面的应用.     

酶超分子结构化学

单体酶、寡聚酶、多酶体系和酶分子机器是理想的天然模型超分子。本文对这些酶超分子的动力学特性和生物学功能、酶超分子主客体间弱相互作用力、软化学键以及锁钥原理进行了阐述。     

基于超分子化学的钻井液新技术

引入超分子化学理论,利用盐水中的电解质离子(Na~+和Cl~-)与聚电解质分子链上的阴、阳离子基团之间的静电吸引作用,使盐水环境中的电解质离子能够促进聚合物分子链伸展,使盐水成为聚合物的良溶剂,从而将长期以来采取"提高聚合物抗盐能力"的思路转变为"聚合物具有较强盐响应性"思路。研发超分子提切剂和超分子降滤失剂,并以此为核心形成超分子钻井液体系。结果表明:该体系具备良好的剪切恢复特性,特别是与常规钻井液相比,降低了极高剪切速率下的黏度,流变性能更接近理想范围;渗透率恢复值超过90%,连续热滚72 h后体系的流变和滤失性稳定,抗土侵性能强;该体系在新疆油田5口不同类型井中的应用中,与同区块的其他井相比,井下复杂情况降低率为97.66%,平均机械钻速提高了1.08～1.75 m/h,油层段井径扩大率降低18.29%～32.20%;超分子钻井液体系在解决钻井液抗盐侵、提高钻井液流变性、更好发挥喷射钻井效率等方面发挥了重要作用,有望成为钻井液的发展新方向。     

β-环糊精-三乙醇胺超分子体系的量子化学从头算研究

用量子化学从头算的方法对来自于晶体结构模型的β-环糊精-三乙醇胺超分子体系进行了研究,计算采用密度函数法在Gaussian94程序中执行,并用B3LYP参数作了相关能的校正.分别分析了体系的能量、偶极矩和包合物非氢原子的Mullicon聚集数.计算结果表明超分子体系的稳定性来自于主客体分子间的非键相互作用以及偶极相互作用,环糊精包合物主客体之间无明显的电荷转移迹象,包合物的稳定性与客体分子的尺寸和氢键生成能有关,与实验测定的晶体结构数据相一致.     

瓜环基超分子水凝胶的构筑及应用

瓜环基超分子水凝胶通过分子间弱相互作用驱动而成，具有良好的刺激响应性能。根据驱动力类型瓜环基超分子水凝胶可分为三种类型：依托瓜环自身诱导的外壁作用为主、氢键作用为辅助驱动力；依托瓜环主客体包结作用为主要驱动力；依托瓜环主客体端口作用为主要驱动力。对国内外以及本实验室报道的瓜环基超分子水凝胶的结构及应用进行归纳总结，为进一步开发性能优异的水凝胶提供理论依据。     

液晶聚合物分子排列调控的研究进展

液晶的应用不仅仅局限于电视或电脑,具有光响应性的液晶在许多领域都存在应用,如平板显示、光学领域、光驱动设备以及许多正在发展的微科技领域. 液晶作为一种中间相的物质,既表现出了液体的流动性,又具有晶态的分子规整排列的性质. 液晶软物质材料具有许多有趣的性质,如自组装性质;长程有序的流动性;分子协同作用;双折射性质和物理性质（光、力、和电）的各向异性;外场诱导的表面分子取向;以及液晶弹性体的刺激响应性形变. 文中综述了具有不同液晶分子取向排列的液晶聚合物的刺激响应性形变,着重介绍了光取向技术诱导液晶分子取向的液晶聚合物的刺激响应性形变行为,并展望了未来液晶材料的设计在微流体和微型机器人领域的潜在应用.     

电化学控制主客体相互作用研究进展

电化学控制主客体相互作用研究备受人们关注,近年来得到了迅速发展.文中按主体分子类别,从环糊精、杯芳烃、葫芦脲和环番等4个方面对电化学控制主客体相互作用研究进行了评述,展望了电化学控制主客体相互作用研究的发展趋势和潜在应用.     

三重态-三重态湮灭上转换发光聚合物和超分子体系研究进展

上转换发光是一种通过多光子机制将低能量的光转换为高能量光的过程.基于三重态-三重态湮灭的上转换发光所需激发光功率较低、上转化效率较高,因此自20世纪60年代以来就引起了研究人员的广泛关注;然而,由于三重激发态分子会与氧气接触而发生猝灭,一般需要在除去氧气的环境中实现上转换发光,应用范围受到了极大限制,所以研究人员设计了包含有三重态给体与受体基团的聚合物或超分子体系,利用其组装结构的致密性阻隔氧气,从而在空气气氛中实现稳定的上转换发光.综述了近年来三重态-三重态湮灭上转换发光聚合物-超分子体系的研究进展,并探讨了该领域目前存在的问题和今后发展的方向.     

光电功能型超分子聚合物的研究进展

超分子聚合物是重复单元经超分子弱键作用链接而形成的聚集体,是功能软物质中一种新的组织方式。文中基于众多超分子聚合物的分类,重点论述主链式光电功能型超分子聚合物(optoelectronic supramolecular poly-mer,OSP)在太阳能电池、有机电致光、电致变色等得到深入研究领域的应用进展;通过调控能量转移、电荷转移、载流子迁移率等可以实现OSP的白光、光电转换、电致变色等性质和相关器件,并使OSP日渐成为超分子化学与有机电子等学科交叉领域研究的新热点;最后展望了OSP的研究趋势。     

电化学控制主客体相互作用研究进展

电化学控制主客体相互作用研究备受人们关注，近年来得到了迅速发展.文中按主体分子类别，从环糊精、杯芳烃、葫芦脲和环番等4个方面对电化学控制主客体相互作用研究进行了评述，展望了电化学控制主客体相互作用研究的发展趋势和潜在应用.     

J-aggregates聚合物膜的超快飞秒光克尔效应的研究

实验中研究染料分子J-aggregatcs和聚乙烯醇聚合物膜的超快共振光学克尔现象.测量该聚合物膜的光克尔信号随泵浦光功率的变化关系,得到了相关的泵浦阈值.改变泵浦光的波长,发现该聚合物膜的光克尔信号在泵浦光波长为600 nm时达到最大.     

高效自组装超分子驱油体系研究

胜利油田化学驱优质资源一、二类油藏储量基本动用完毕,以高温高盐油藏为主的三类储量（油藏温度>85 ℃,矿化度> 30 000 mg/L）将是今后三次采油的主阵地,但在高温高盐油藏实施聚合物驱油的过程中遇到诸如聚合物遇盐降黏、高温水解、高温降解等问题,严重影响了聚合物驱油技术的应用。超分子体系是一种小分子通过分子间的作用力进行自组装的一个分子聚集体系,以超分子工程学及超分子化学理论为基础,通过设计合成三种高效超分子产品及驱油体系,并对合成的超分子体系进行驱油性能评价,实验表明RTS 型超分子体系增黏效果显著、具有良好的耐温抗盐性、对污水有良好的适应性,并且具有优良的老化稳定性,室内物模实验表明具有良好的提高采收率效果,应用前景良好。     

杯芳烃的主客体化学传感器研究：对苯二酚的测定

选用Ｃ－十一烷基间苯二酚 （４）芳烃作为主体分子,交 修饰在玻碳电极上,制成了一种主客体化学传感器,对溶液中的客体分子－对苯二酚进行了测定。该电极具有良好的选择性,对５．０＊１０＾－５－１．５＊１０＾－３ｍｏｌ／Ｌ的对苯二酚具有很好的线性响应,检测下限为２．５＊１０＾－５ｍｏｌ／Ｌ。     

“复配聚合物”分子线团尺寸分布及渗流特性

针对低渗透裂缝型油藏提高采收率技术需求,利用动态光散射(DLS)和岩心驱替实验方法,对"复配聚合物"驱油体系中聚合物分子线团尺寸(Dh)分布和渗流特性进行了实验研究与分析.结果表明,与"超高聚合物"相比,"复配聚合物"的分子线团尺寸分布较宽,矿化度对聚合物分子线团尺寸影响较小,"复配聚合物"的渗流阻力系数和残余阻力系数较大."复配聚合物"驱油体系注入油藏后可达到增大流动阻力、增加注入压力的目的.     

杯芳烃的主客体化学传感器研究——对苯二酚的测定

选用 C-十一烷基间苯二酚杯 ( 4)芳烃作为主体分子 ,将其修饰在玻碳电极上 ,制成了一种主客体化学传感器 ,对溶液中的客体分子——对苯二酚进行了测定 .该电极具有良好的选择性 ,对 5 .0× 10 - 5 ～ 1.5× 10 - 3m ol/ L 的对苯二酚具有很好的线性响应 ,检测下限为 2 .5× 10 - 5 m ol/ L.同时 ,对修饰前后玻碳电极的表面状态进行了研究     

鹅去氧胆酸分子钳对中性分子的识别性能研究

利用差紫外光谱滴定法考察了鹅去氧胆酸分子钳1～5对苯胺、对硝基苯胺、对甲氧基苯胺等中性分子的识别性能,测定了主客体间的结合常数(ka)和自由能变化(ΔG°).结果表明,主体对所考察的客体分子显示良好的识别作用,主客体间形成1∶1型超分子配合物,最大结合常数可达1292.51 L.mol-1,识别作用的主要推动力为氢键,范德华力等的协同作用.讨论了主客体间形状、大小匹配和几何互补等因素,对形成超分子配合物的影响,并利用计算机分子模拟作为辅助手段对实验结果与现象进行了解释.     

钌(II)联吡啶配合物及其衍生物的研究进展

评述了钌 (II)联吡啶配合物及其衍生物的化学研究现状及最新进展。主要从光敏化剂、电致化学发光、多核配合物、超分子型配合物、金属聚合物及非线性光学性质方面进行探讨     

钌(II)联吡啶配合物及其衍生物的研究进展

评述了钌 (II)联吡啶配合物及其衍生物的化学研究现状及最新进展。主要从光敏化剂、电致化学发光、多核配合物、超分子型配合物、金属聚合物及非线性光学性质方面进行探讨