溶液与界面的协同与融合——自组装聚集结构

自聚集作用使体相溶液和界面协同与融合。溶液和界面聚集结构研究是表面活性剂科学研究中最重要的研究内容之一,也是近年来软物质科学研究中的主要内容。本文基于近年来山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室在溶液聚集体构筑、聚集体结构(特别是囊泡相)和性能以及界面自组装结构薄膜研究等方面的研究成果,阐述了胶体与界面(表面活性剂)科学研究中的新观点——自组装聚集结构使溶液和界面协同与融合。     

紫外线对离子互补型自组装寡肽EAK16-II聚集状态的影响

借助原子力显微镜对离子互补型自组装寡肽EAK16-II在水溶液中自组装聚集形态受紫外线的影响进行了研究.研究结果表明,紫外线改变了该类寡肽在水溶液中自组装形成的纳米结构.当用波长为365 nm的紫外线照射2 h后,离子互补型自组装寡肽的聚集态从纤维状结构转变为球形结构.从成核模型分析,其原因是由于紫外线照射导致了自组装聚集体分子间作用力的破坏以及β片层向β转角的转变.     

多金属氧簇复合物体系的可逆动态组装、可控光致变色及超分子催化研究报告

分子自组装是分子自发形成特定有序聚集结构的过程。为了建立新的功能自组装体系,实现分子聚集体由单组分到多组分、由静态到动态,并通过环境变化进而实现从聚集体结构可控发展到功能可控,在过去一年里,我们从无机金属氧簇和与之匹配的有机组分构筑基元设计入手,通过组分间结构匹配和作用方式、组装性质、刺激响应及功能特性调节,合成了一系列新的以无机簇阴离子为核、以修饰的有机阳离子为壳的双组分通过静电相互作用形成的、具有刺激响应性和适应不同功能需要的、结构形态可变的两亲性超分子复合物预组装体。我们以研究复合物自组装形成的多级聚集结构为基础,通过揭示响应基团与组装结构间的联动关系,获得了具有可逆转变特性的分子组装体并阐明了动态转变过程和机理。在此基础上,我们利用溶液中组装结构的动态可调控特性,通过光照和温度变化调控分子间相互作用,实现了水相中分子聚集体的组装与解组装、极性相和非极性相之间的可逆相转移、可逆氧化还原和相转移催化氧化功能。该年度的工作实现了将有机和无机组分通过多种相互作用整合到同一个组装体系中,揭示了多金属氧簇超分子复合物的手性转移和可逆光致变色、手性组装结构与非手性组装结构的动态结构可逆转变和机理,同时实现了同时含有主体和客体基团的超分子复合物自识别、手性转移和手性放大的光调控。这些工作将为实现该研究的下一步目标提供很好的基础。     

紫外线对离子互补型自组装寡肽EAK16-Ⅱ聚集状态的影响

借助原子力显微镜对离子互补型自组装寡肽EAK16-Ⅱ在水溶液中自组装聚集形态受紫外线的影响进行了研究．研究结果表明,紫外线改变了该类寡肽在水溶液中自组装形成的纳米结构．当用波长为365nm的紫外线照射2h后,离子互补型自组装寡肽的聚集态从纤维状结构转变为球形结构．从成核模型分析,其原因是由于紫外线照射导致了自组装聚集体分子间作用力的破坏以及β片层向β转角的转变．     

取代基对卟啉分子自组装聚集体纳米结构的调节

运用简单的"one-step"法自组装技术,将Meso位具有不同取代基团的卟啉分子Meso-5,10,15,20-四(对甲氧基苯基)卟啉(Ⅰ),Meso-5,10,15,20-四苯基卟啉(Ⅱ)和Meso-5,10,15,20-四(对氯苯基)卟啉(Ⅲ)组装成有机纳米聚集体。利用多种表征手段系统研究化合物(Ⅰ),(Ⅱ)和(Ⅲ)在水溶液中的自组装性质。结果表明,在自组装过程中,3种卟啉分子均形成J型聚集体,从化合物(Ⅰ),(Ⅱ)到(Ⅲ),随着卟啉Meso位取代基供电子能力依次下降,分子间相互作用程度减弱,其纳米聚集体形貌由二维四方片状逐渐变成一维纳米带。这表明通过调节卟啉Meso位取代基的供/吸电子能力,可以调节分子间非共价键相互作用程度,从而控制卟啉分子自组装纳米结构的形貌。     

含笼型倍半硅氧烷(POSS)的双重敏感性聚合物的合成及其自组装研究

通过两次原子转移自由基聚合(ATRP)制备了含有笼型倍半硅氧烷(POSS)的温度和pH双重敏感的两亲性聚合物POSS-PMEO2MA-b-PDMAEMA,并采用GPC和1H-NMR对引发剂和聚合物的化学结构进行了表征。利用动态光散射(DLS)、荧光光谱仪、透光率测试等手段研究了聚合物在水溶液中的自组装。结果表明,在较低温度下聚合物在水中自组装形成球形胶束,温度高于临界溶解温度(LCST)后,胶束脱水发生聚集,形成更大尺寸的聚集体;调整溶液的p H值为9时,聚合物的浊点温度下降;聚合物胶束的尺寸随着pH值的升高而减小。通过改变温度和pH值都能调控聚合物在水中的自组装形态。     

姜黄素修饰透明质酸的自组装特性及其对Aβ40聚集的抑制作用:透明质酸相对分子质量的影响

淀粉样β蛋白(amyloidβ-peptide,Aβ)的聚集是阿尔兹海默症的主要病因.姜黄素(curcumin,Cur)是一种良好的Aβ聚集小分子抑制剂,但其存在水溶性和稳定性差等缺点.针对该问题,笔者先前将Cur修饰在透明质酸(hyaluronic acid,HA)上形成自组装纳米粒子CHA,不仅改善了Cur的水溶性和稳定性,而且还提高了Cur对Aβ聚集的抑制效果.为进一步考察HA的相对分子质量对纳米粒子自组装特性及其对Aβ聚集的抑制作用的影响,本研究将Cur分别以不同修饰度(substitution degree,SD)修饰在相对分子质量40、300和1,000的HA上,得到3类CHA.实验结果表明:HA相对分子质量能影响CHA的纳米结构及其最佳SD,HA相对分子质量越大,形成的CHA纳米结构越疏松,因而其最佳SD越大;在最佳SD下,相对分子质量为300的HA自组装形成的CHA的纳米结构最为合适,其抑制效果最好.研究结果对自组装纳米药物的设计具有重要的参考意义.     

低表面活性剂浓度下有序介孔SiO_2的制备及性能

在碱性条件下,采用低浓度阳离子表面活性剂,利用表面活性剂与硅源水解后形成的聚集体相互作用,在溶液中形成分子自组装体,从而形成有序排列的介孔SiO2材料·水热和室温碱性条件下,表面活性剂与硅源的粒子数比为006∶1·由HRTEM分析,小角度XRD分析,TGDTA分析及FTIR分析等研究表明:在较低的表面活性剂浓度下,通过分子自组装体做模板剂,最终反应物经一定工艺处理,可形成六方结构介孔SiO2·水热条件下使分子的作用增强,提高介孔骨架中硅原子的聚集度,由于铝原子的引入取代部分硅原子导致晶格增大,并使有序介孔结构保持完好·介孔SiO2孔道大小3～...     

一维β-FeOOH的制备及其自组装

以FeCl3·6H2O水溶液为前驱体,通过恒温水浴水解、表面活性剂组装和水热法强迫水解两种方法制备出了两种不同形态的β-FeOOH纳米棒自组装聚集体.采用XRD、FTIR和SEM等对产品的结构和形态进行了表征.实验表明:产品为结晶性良好的四方相结构,以一维的纳米棒自组装而成的有序聚集体.并讨论了表面活性剂的浓度和反应温度对纳米粒子组装的影响.     

基于α-氰基二苯乙烯纳米组装的研究进展

π-共轭分子的自组装体系因具备优异的光电性质而成为开发新型有机功能材料诱人的平台.文章主要综述了基于α-氰基二苯乙烯及其衍生物的自组装纳米聚集体和凝胶以及它们用于构建有机超分子功能和智能材料的最新研究进展.对α-氰基二苯乙烯的一般结构特点,α-氰基二苯乙烯超分子纳米结构的强发光、手性光学性质和可控纳米组装,以及其凝胶系统的多重刺激响应性进行了综述.此外,还特别介绍了α-氰基二苯乙烯的光反应及其应用于自组装系统的特色工作.最后介绍了作者课题组在这一领域的相关工作.