基于主客体分子识别的超分子聚合与大分子自组装

本项目旨在充分利用小分子超分子化学领域中有关主客体相互作用的研究成果发展超分子聚合和大分子自组装。基于穴状大环主体对paraquat衍生物客体的强络合作用，构建含有主客体连接的（准）聚轮烷和具有复杂构筑的超分子嵌段和接枝共聚物，并实现对其结构和功能的调控；借鉴并应用超分子化学中已成熟的几对主客体相互作用，实现大分子-大分子，大分子-小分子以及大分子-无机纳米粒子等的超分子组装，构建一系列具有可控结构和环境响应特性的新型高分子纳米胶束、囊泡、凝胶及杂化复合凝胶等。因此，本课题将通过应用小分子超分子化学中发展起来的主客体相互作用，显著扩展和提升大分子自组装在组装单元、驱动力、组装体的多尺度上的结构和功能等方面的研究范围和水平。

基于主客体分子识别制备了一系列超分子聚合物和大分子自组装体系，主要进展包括：基于穴醚主客体分子识别和金属配位化学实现了线性和交联超分子聚合物的可逆转化；通过多重主-客体相互作用的竞争实现了alpha-环糊精准聚轮烷凝胶-溶胶的光控可逆转化；基于冠醚主客体分子识别构筑了具有温度和酸碱度双重响应特性以及小分子控制释放功能的线性超分子聚合物凝胶；基于柱芳烃主客体分子识别制备了基于C-H...pi 作用驱动的线性超分子聚合物。在影响因子大于3的期刊上已发表或接受论文69篇，包括4篇Angew. Chem. Int. Ed.、4篇J. Am. Chem. Soc.、2篇Adv. Mater.、3篇Chem. Soc. Rev.、和江明应Soft Matter之邀为该刊就非共价键合胶束所撰写的Highlight。进行国内外学术交流74次，其中江明应邀在第43届IUPAC世界高分子大会上做大会报告，这是来自中国大陆的学者首次应邀在境外召开的此系列大会上做大会报告。黄飞鹤当选英国皇家化学会会士，应邀担任2012年出版的Chem. Soc. Rev.超分子聚合物专刊的客座编辑，2012年起还应邀担任Chem. Soc. Rev.和Chem. Commun.的顾问编委。在项目执行期间，黄飞鹤获得了国家杰出青年科学基金项目资助，陈国颂晋升为副教授，博士生汪峰获得2011年全国百篇优秀博士论文提名奖。