分子自组装及超分子自组装体的研究进展

基于分子自组装的超分子科学是21世纪的新概念和高新技术的重要源头之一.简要介绍了超分子体系,阐述了分子自组装的基本概念和特点,系统地总结并评述了超分子自组装体的最新进展和成果,并展望了超分子自组装研究的发展前景.     

基于氢键的超分子自组装:缔合方式及稳定性

氢键是自然界中最基本的分子间弱相互作用力之一,其强度适中、具有方向性和饱和性,是构建超分子自组装体系的理想推动力.在65篇文献的基础上综述了基于氢键的超分子组装体系的缔合方式及其稳定性影响因素,为设计结构稳定、可自由调控的超分子自组装体系提供理论基础.     

氢键的研究进展

综述了氢键定义、氢键特点、氢键类型、氢键研究意义、研究方法的最新进展。     

基于分子荧光光谱法的超分子水凝胶自组装过程监测

为了研究超分子水凝胶的自组装过程,利用分子荧光光谱法对谷胱甘肽-银离子(GS-Ag(I))水凝胶的自组装过程进行了监测。研究结果显示:GS-Ag(I)作为凝胶因子,其浓度从0上升到0. 008 mol/L的过程中,水凝胶的荧光激发波长从350 nm位移到370 nm,激发波长变化的数据显示水凝胶形态变化的关键浓度是0. 005 mol/L,流变性能数据和荧光显微镜照片也证明了此结论;当凝胶因子到达0. 005 mol/L时,水凝胶内部已经自组装形成了丝状三维网络,并且从牛顿流体转变为非牛顿流体。实验结果表明:当水凝胶的荧光激发波长相对于凝胶因子单体出现光谱红移时,水凝胶的自组装过程可以直接利用分子荧光光谱技术进行监测。     

我国学者对超分子自组装形成宏观管有新发现

2004年1月2日出版的美国《Science》杂志(2004，303：65～67)发表了上海交通大学化学化工学院颜德岳教授及其博士生周永丰、侯健的研究论文《宏观尺度多壁管的超分子自组装》．该论文报道了由一类新型的不规则结构超支化共聚物自组装得到了长度达厘米级、直径达毫米级、单臂厚度为400nm的多壁管，将自发超分子自组装研究领域拓展到了宏观尺度．     

氢键在双组分自组装体系中的调控效应

将三聚氰胺添加到3,3’,4,4’-联苯邻二甲酰亚胺(化合物1)的自组装体系中,实现了自组装结构从片状到块状的转变.通过场发射扫描电子显微镜、红外光谱、紫外吸收光谱、荧光光谱和X射线衍射等实验对自组装结构和形成机理进行了研究.化合物1的紫外可见吸收和发射光谱的强度随着三聚氰胺的添加逐渐减弱.化合物1分子间的氢键发生变化,同时在化合物1和三聚氰胺之间形成新的氢键.氢键在调控自组装过程中起着重要角色.     

自组装膜的研究应用新进展

对最近几年界面科学、分子工程学等化学领域中研究最多的自组装膜体系进行了总结。并分别对其结构、性能、应用等方面的新进展作了较全面的概述。对深入研究自组装膜体系具有一定的借鉴意义。     

基于氢键自组装的新型偶氮树枝状聚合物的制备及表征

首先采用4-氨基苯甲酸乙酯和MPEG-1000为原料,分别通过重氮化、醚化和水解反应合成了偶氮苯单体MPEG-1000-Azo-COOH;然后以3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯和4-羟基吡啶为原料,通过醚化、水解和酯化反应制备了单体3,4,5-三-(n-十二烷氧基)苯甲酸-4-吡啶酯;最后将单体MPEG-1000-Azo-COOH和单体3,4,5-三-(n-十二烷氧基)苯甲酸-4-吡啶酯按摩尔比1:1进行氢键自组装,得到了目标聚合物.采用1H NMR、DSC、POM等对各单体和自组装产物的化学结构和相结构进行了表征.实验结果表明:通过多步化学反应成功制备了高纯度的目标单体和聚合物;通过氢键自组装获得的目标树枝状聚合物表现出更为丰富的相结构.     

以氢键组装的铁(Ⅲ)、锌(Ⅱ)卟啉超分子构象

通过荧光光谱滴定，Uv-vis,^1H-HNR,IR等考察了5－对－（间羰基苯甲酸）－氨基苯基－10，15，20－三苯基卟啉锌（Ⅱ）配合物（Zn(m-CPTPP)，氯化铁（Ⅲ）（Fe(m-CPTPP)Cl)通过氢键的超分子自组装行为。Zn(m-CPTPP)与Fe(m-CPTPP)Cl通过氢键自组装成超分子。根据荧光光谱滴定数据计算了超分子的结合常数，Zn(m-CPTPP)/Fe(m-CPTPP)Cl体系组装的超分子具有较高的稳定性与其闭合型构象引起的卟啉环间的π-π堆积作用有关。     

卟啉金属化对氢键组装的卟啉-蒽醌衍生物超分子稳定性影响

分别研究了 5_(对_羧基亚甲基 )苯基_10 ,15 ,2 0_三 (对_甲基 )苯基卟啉 (p_CMPTTP)及其锌 (Ⅱ )配合物Zn(p_CMPTTP)与 (1_氨基 )蒽醌 (AAQ)通过氢键的超分子自组装。根据静态猝灭过程的描述式由荧光光谱滴定数据计算了它们的结合常数 ,发现锌 (Ⅱ )配合物与AAQ超分子的结合常数小于自由羧卟啉与AAQ超分子的结合常数。这可能是由于卟啉的金属化作用对超分子不对称氢键强度的影响引起的。     

Hydrogen Bonding in Hydrogenated Amorphous Germanium

Thin films of hydrogenated amorphous germanium (a-Ge:H) were prepared by radio frequency glow discharge deposition at various substrate temperatures. The hydrogen distribution and bonding structure in a-Ge:H were discussed based on infrared absorption data. The correlation between infrared absorption spectra and hydrogen effusion measurements was used to determine the proportionality constant for each vibration mode of the Ge-H bonds. The results reveal that the bending mode appearing at 835 cm^-1 is associated with the Ge-H2 (dihydride) groups on the internal surfaces of voids. While 1880 cm^-1 is assigned to vibrations of Ge-H (monohydride) groups in the bulk, the 2000 cm^-1 stretching mode is attributed to Ge-H and Ge-H2 bonds located on the surfaces of voids. For films associated with bending modes in the infrared spectra, the proportionality constant values of the stretching modes near 1880 and 2000 cm^-1 are found to be lower than those of films which had no correspondina bending modes.     

物理交联聚乙烯醇凝胶中氢键作用研究

采用反复冷冻-解冻法制备聚乙烯醇(PVA)凝胶.采用Hakee RS300动态应力流变仪,利用动态力学分析方法研究PVA物理交联凝胶的力学性能及氢键作用.结果表明,PVA水凝胶及PVA/DMSO凝胶的剪切模量,物理交联密度及最大抗张强度均随着PVA浓度的增加而增大;同一浓度下,PVA水凝胶的剪切模量及物理交联密度大于PVA/DMSO凝胶,但氢键活化能小于PVA/DMSO凝胶.     

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。     

超分子C14H14N4O8的合成及结构表征

以反丁烯二酸和咪唑为原料,采用缓慢蒸发溶剂法合成了新的有机加合物C14H14N4O8,并获得了其单晶体.通过红外、热化学分析、X-射线单晶衍射等技术对该加合物进行了结构测定和性质表征.晶体中分子通过分子间氢键相互连接构成超分子网络结构.该加合物属于三斜晶系,P-1空间群,a=0.746 77(15), b=7.736 3(15),c=8.405 5(17),α=69.73(3)°,β=80.40(3)°,γ=66.19(3)°,Z=1,V=416.75(14)A3,D=1.468 (mg/m3),F(000)=190.     

Evidence of Hydrogen Bonding in Chloroform and Polyacrylates from NMR Measurements

IntroductionHydrogen bonding in polymer solutions hasattracted particular attention in recent yearsbecause of its importance in the understanding ofintermolecular interactions,which often affectphysical properties of polymer mixtures[17] .Studies have indicated that hydrogen bondingaffects the phase equilibrium behavior[8] ,e.g.,chloroform shows abnormal thermodynamicproperties in its vapor pressure,as well as in theheat and the volume of mixing with poly( propylene glycol dimethyl ether) [9] …     

精确计算氢键键能的Gaussian理论

将研究单分子能量非常成功的Gaussian理论用于氢键键能的精确计算 ,选择计算精度高、所需计算资源较少的Gaussian - 3(G3)理论研究了一系列典型氢键体系 ,与CCSD(T)结果比较 ,误差均在± 2kJ/mol范围内。同时还能大量地节省计算机时和磁盘空间。     

热超声键合过程中键合力波动特性仿真研究

利用有限元分析方法研究了在铜金属化晶片上进行金引线热超声键合过程中的键合力变化情况,建立了基于率相关材料特性的热超声键合有限元模型,对键合中的碰撞和超声两个过程进行了仿真分析,并引入平均键合力、键合力标准差值等统计参量来判定键合力的波动变化,从而更加准确地揭示了各键合参数对键合力波动的影响规律.研究结果表明:碰撞初速度(v0)、超声时间或键合温度的增加,均会使得键合力的波动加剧,不利于键合力的控制;对于v1/v0(v1为劈刀速度)则存在一个合适的值,可以使得键合力的波动变化最小.     

扩散连接技术在钛合金加工中的应用及研究进展

扩散连接技术是一种缺陷少、精密度高的固相连接技术.扩散连接技术在钛合金加工中的应用一定程度上解决了钛合金加工难的问题.在简要介绍扩散连接技术及钛合金加工现状的基础上,综述了扩散连接技术在钛合金加工中的应用及研究进展,包括钛合金与不锈钢的扩散连接、钛合金与陶瓷材料的扩散连接、TC4（Ti-6Al-4V）钛合金的扩散连接与超塑成型/扩散连接（SPF/DB）以及TA15钛合金的扩散连接.归纳总结了国内外学者的研究成果,对影响扩散连接质量的3个主要因素温度、压力和时间进行了对比分析,为最佳工艺参数的选择提供了参考,指出了目前需要解决的问题和发展方向.