德国美因茨大学Angew. Chem. Int. Ed.: 基于质子扩散的表面辅助水凝胶自组装

【引言】

超分子结构在生物领域和化学研究中被广泛关注。在生物研究中，微管和肌动蛋白纤维因为在控制细胞迁移和分化中的重要作用而被广泛研究。在化学研究中，超分子材料除了模拟天然一维纤维在医药中使用外，超分子聚合物在智能材料、自修复和电子设备上均有广泛的用途。虽然目前已经通过静电作用、位阻和化学计量学在一定程度上实现了对超分子结构尺寸和形状的控制，但对自组装过程的控制依然很难实现。

【成果简介】

近日，德国美因茨大学的Pol Besenius教授和Thomas M. Hermans教授报导了树枝状的1,3,5-三甲酰胺苯多肽结合物。这种结合物在pH的诱导下进行组装。动力学模型为其在溶液中的成核、伸长和断裂行为提供了一定的理论基础。作者利用从本体的质子扩散在固液界面实现了这个分子的组装。这种表面辅助的自组装方法被用到其他凝胶上，可以被用来创造规整的超分子材料。该成果以题为"Surface-Assisted Self-Assembly of A Hydrogel by Proton Diffusion"发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。

【图文导读】

图1. pH引发的自组装

(a).BTA-1的结构

(b).pH为5时，自组装纤维的TEM图片

(c).pH为5时，BTA-1自组装过程的温度依赖性

(d).τ_1/2-1/T

图2. 分子的表面辅助自组装

图3. 微流体设备来控制表面辅助自组装

(a).微流体设备的侧面

(b).3D打印的微流体设备图片

(c).透射光和荧光照片

(d).3D重构的图像

【小结】

在这个工作中，作者报导了一种树枝状的1,3,5-三甲酰胺苯多肽结合物。这种结合物在pH的诱导下进行组装。动力学模型为其在溶液中的成核、伸长和断裂行为提供了一定的理论基础。作者利用从本体的质子扩散在固液界面实现了这个分子的组装。这种表面辅助的自组装方法被用到其他凝胶上，可以被用来创造规整的超分子材料。

文献链接：Surface-Assisted Self-Assembly of A Hydrogel by Proton Diffusion (Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI: 10. 1002/anie.201806668)

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