暨南大学化学与材料学院蒋凌翔课题组：软物质组装研究成果连续在Nature Communications发表

【成果简介】

近日，暨南大学化学与材料学院蒋凌翔课题组在软物质组装的研究中取得突破性成果，分别采用自组装和导向组装两个策略构筑不同的软物质结构，相关成果以暨南大学为第一完成单位，分别以“Vector assembly of colloids on monolayer substrates”和 “Giant capsids from lattice self-assembly of cyclodextrin complexes”为题连续发表在Nature子刊Nature Communications上。

【图文导读】

图1 磷脂分子、蛋白质、环糊精复合物自组装示意图

图2 矢量组装所形成的胶体并苯结构和胶体烯结构

【研究内容】

软物质包括液晶、胶体、高分子、泡沫、凝胶、颗粒物质和多种生物材料等。软物质科学迅速发展，成为化学、物理、材料和生物等学科交叉融合的重要领域。如何能有效地构筑软物质的介观结构，从而控制其宏观行为是该领域研究的重点和难点。蛋白质可以自组装形成刚性好、结晶性高的功能结构，如病毒衣壳和细菌隔室。如何设计和合成“拟蛋白”结构基元从而形成刚性强、晶性高的有序结构仍然是一个艰巨挑战。蒋凌翔课题组利用环糊精复合物通过晶格自组装形成多种类似于病毒衣壳的结构，如层状结构，多壁螺旋管和中空菱形十二面体等，其中菱形十二面体和多壁管比已知的最大病毒更大。这一策略为晶格自组装提出了简单的设计原理，可能为新的“拟蛋白”材料敞开大门。本研究成果的第一作者为暨南大学在读博士生杨慎宇，通讯作者为蒋凌翔。法国科学家Thomas Zemb(前欧洲胶体与界面化学协会主席、洪堡奖得主)认为本工作“揭示了静电作用、氢键、结构基元形状之间的微妙平衡对于晶格自组装的影响，有望成为高被引的‘经典’工作”。

自组装和导向组装的关键在于如何将组装信息有效地写入到结构基元中去。在计算机图形学中，光栅图形在单像素级别上编码图像，图像细节丰富但文件较大不能实现保真缩放。而矢量图形将形状信息写入到矢量中，从而大大减小文件大小并实现矢量操作。蒋凌翔课题组将该光栅/矢量概念应用于二维胶体粒子组装体系中，并通过用光学镊子在单层膜上操纵胶体颗粒来实现“矢量组装”。研究中只利用最少量的光学镊子就制备了“胶体芳烃”和“胶体烯”，并实现了链伸长和缩短等操作，另外，通过逐个关闭光学镊子，还实现了矢量结构的精确和逐级的自发解离。本文的第一作者和共同通讯作者为蒋凌翔。Nature网站评价“矢量制图为胶体粒子组装提供灵感”。研究工作得到了暨南大学人才引进科研启动资金的资助。

原文链接：http://news.jnu.edu.cn/jnyw/yw/2017/06/23/12000840585.html。

文献链接1：Vector assembly of colloids on monolayer substrates（Nature Communications，2017，DOI：10.1038/ncomms15778）

文献链接2：Giant capsids from lattice self-assembly of cyclodextrin complexes（Nature Communications，2017，DOI：10.1038/ncomms15856）

本文由材料人编辑部王冰编辑，点我加入材料人编辑部。

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