宏观构筑基元的超分子组装

摘要

微米到毫米尺度的宏观超分子组装是超分子化学的重要发展方向之一，它有望用于复杂三维结构的自下而上制备。目前，宏观超分子组装的关键在于发展合适的驱动力实现构筑基元的扩散运动和有效碰撞，以及增强宏观构筑基元间的结合常数以实现其超分子组装。为此，提出并发展了“功能协同的智能器件”和“柔性间隔层”的概念，建立了“宏观构筑基元的可控运动是实现其超分子组装的先决条件”和“引入柔性间隔层是实现宏观构筑基元间超分子相互作用的重要设计原则”的思想。一方面，通过在构筑基元表面引入磁响应性物质，可在外场作用下实现非磁性构筑基元的定向运动;结合表面超疏水性、pH值响应性和过氧化氢响应性等多种功能集成与协同，可通过调控温度、pH值、光照、压力等因素控制宏观物体运动行为。另一方面，通过引入柔性间隔层、抗粘性涂层和超分子识别层，实现了构筑基元间的选择性组装。进而，结合构筑基元间的可控运动及其超分子组装，构筑了三维有序结构并通过细胞实验评价了所获得结构的生物相容性，从而为探索超分子材料在细胞诱导分化模版和三维组织工程支架等生物材料方面的应用奠定基础。