納米超分子

1、超分子自組裝,,,超分子的簡(jiǎn)介,2,,超分子的應(yīng)用及實(shí)例,3,,超分子的發(fā)展歷史,1,超分子的發(fā)展歷史,1987年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者，法國(guó)科學(xué)家 J. M. Lehn（萊恩） 首次提出了“超分子化 學(xué)”這一概念。他指出: "基于共價(jià)鍵存在著分子化學(xué)領(lǐng)域, 基于分子組裝體和分子間鍵而存在著超分子化學(xué)" 。換句話說分子間的相互作用是超分子化學(xué)的核心。,超分子這一術(shù)語(yǔ)早在19世紀(jì)30年代中期就被提出,超分子

2、化學(xué)的概念和術(shù)語(yǔ)則是在1973年提出。,J. M. Lehn講學(xué)：超分子,圖片來源于百度,超分子化學(xué),超分子化學(xué)(supramolecular chemistry)是化學(xué)與生物學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等多門學(xué)科交叉構(gòu)成的邊緣科學(xué)，亦稱主- 客體化學(xué)(host-guest chemistry)從某種意義上講，超分子化學(xué)淡化了有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)和材料化學(xué)之間的界限，著重強(qiáng)調(diào)了具有特定結(jié)構(gòu)和功能的超分子體系，將四大

3、基礎(chǔ)化學(xué)(有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué))有機(jī)地融合為一個(gè)整體,超分子（ Supramolecular ）：通常是指由兩種或兩種以上分子依靠分子間相互作用結(jié)合在一起的，組成復(fù)雜的有組織的聚集體，并保持一定的完整性，使其具有明確的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀特性。它可簡(jiǎn)單到由二個(gè)分子組成。它們可以是球形，棒形，或片狀樣品。其尺寸從納米-微米的范圍。超分子組裝的過程稱為分子自組裝(Molecular self-assembly)，自組織過程(

4、Self-organization)是使超分子產(chǎn)生高度有序的過程。,超分子簡(jiǎn)介,金屬離子的配位鍵、氫鍵、π-π堆積作用、靜電作用和疏水作用等。,,,由兩個(gè)或兩個(gè)以上基團(tuán)用柔性鏈或剛性鏈連接而成的超分子化合物,環(huán)狀配體組成的主客體體系,有序的分子聚集體,超分子,超分子的大致分類,超分子的應(yīng)用,根據(jù)超分子自組裝原則，使用分子間的相互作用力作為工具，把具有特定的結(jié)構(gòu)和功能的組分或建筑模塊按照一定的方式組裝成新的超分子化合物。如果人們能夠

5、很好的控制超分子自組裝過程，就可以按照預(yù)期目標(biāo)更簡(jiǎn)單、更可靠的得到具有特定結(jié)構(gòu)和功能的化合物。它不僅在材料科學(xué)、信息科學(xué)，而且在生命科學(xué)中均具有重要的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。,超分子自組裝法制備氮化碳聚合物,Thomas 等通過將等摩爾比的三聚氰胺和三聚氰酸溶解在二甲基亞砜溶劑中進(jìn)行自組裝形成超分子再分離出來, 得到具有疊層堆垛的花球形貌超分子組裝體,進(jìn)一步焙燒熱聚合成氮化碳納米材料,信息來源：Jun Y S, Lee E Z, Wa

6、ng X C, et al. Advanced Functional Materials [J], 2013, 23 （29）： 3661-3667,信息來源：Jun Y S, Lee E Z, Wang X C, et al. Advanced Functional Materials [J], 2013, 23 （29）： 3661-3667,超分子自組裝法制備氮化碳聚合物,超分子自組裝合成方法在很大程度上受到溶劑種類、組裝時(shí)間、超

7、分子表面能、焙燒溫度和時(shí)間的影響。Shalom 等詳細(xì)研究了溶劑和熱聚合溫度等因素對(duì)三聚氰胺-三聚氰酸超分子和氮化碳的形貌織構(gòu)的作用。當(dāng)采用水和氯仿作為溶劑時(shí), 分別得到的是棒狀形貌和針狀結(jié)構(gòu)，而當(dāng)采用乙醇作為溶劑時(shí), 得到的是規(guī)則的薄餅狀三聚氰胺-三聚氰酸超分子。在焙燒后, 原先的薄餅狀形貌轉(zhuǎn)變成了空心形貌。延長(zhǎng)焙燒時(shí)間能夠使空心納米結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)得更均勻完整。,超分子自組裝法制備氮化碳聚合物,信息來源：Shalom M, Inal

8、 S, Fettkenhauer C, et al. Journal of the American Chemical Society [J], 2013, 135 （19）： 7118-7121.,信息來源：Shalom M, Inal S, Fettkenhauer C, et al. Journal of the American Chemical Society [J], 2013, 135 （19）： 7118-7121.

9、 右圖來源于自己拍攝,超分子自組裝法制備氮化碳聚合物,a、三聚氰胺-三聚氰酸組裝體的SEM圖；b、三聚氰酸-三聚氰胺組裝體在550 ℃ 氮?dú)鈿夥罩斜簾?2 h 后的SEM 照片,直接煅燒三聚氰胺得到的氮化碳TEM圖,超分子在生命科學(xué)中的應(yīng)用,,Enzyme-responsive, amphiphilic self-assembly represents one of the increasingly signif

10、icant topics in biomaterials research and finds feasible applications to the controlled release of therapeutic agents at specific sites where the target enzyme is located.,一種酶調(diào)控的納米超分子囊泡,一種酶調(diào)控的納米超分子囊泡，其構(gòu)筑單元以磺化杯[4]芳烴（C4AS）

11、為主體，以氯化肉豆蔻酰膽堿（MyCl）為客體，通過主-客體包結(jié)配位相互作用構(gòu)筑超分子組裝體。,信息來源：劉育, 王魁, 郭東升, et al. Preparation method and application of enzyme regulated nanometer supermolecule vesicle:, CN 102580100 B[P]. 2013.,制備方法： 將磺化杯[4]芳烴和氯化肉豆蔻酰膽堿溶解于水中

12、，均勻混合后得到超分子囊泡溶液。,優(yōu)點(diǎn)：該制備方法簡(jiǎn)便，主、客體原料用量少；該超分子囊泡生物相容且穩(wěn)定性好，對(duì)膽堿酯酶具有良好的選擇響應(yīng)性，可負(fù)載治療老年癡呆癥的親水藥物他克林，負(fù)載后的他克林可高選擇性并且適量的釋放于膽堿酯酶的靶向位點(diǎn)，其在治療老年癡呆癥藥物負(fù)載、運(yùn)輸和靶向釋放領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。,信息來源：劉育, 王魁, 郭東升, et al. Preparation method and application o