手性有机无机杂化材料的微纳分级构筑和界面机制研究

Chiral functional materials have attracted great attention for bio-recognition and bio-protection due to their unique feature. Inspired by nature, hierarchically structured chiral organic-inorganic hybrid materials generated under achiral condition not only combine inorganic and organic features for widely applications, is but also great interests to fundamental studies on bio-recognition and bio-protection in natural environments. Aims of our proposal project are as the following: Firstly, spontaneous self-assemble synthesis will be developed for the preparation of chiral organic-inorganic hybrid materials with hierarchical micro/nanometer structure. Secondly, the investigation on hierarchical structures and morphologies will be controlled and stability of chiral hybrids will be improved. Finally, the interface mechanism between the hierarchical chiral structures and bio-molecules will be requested for the further application in bio-recognition and cell protection.

手性功能材料在生物识别保护方面具有独特的优势。模拟大自然的非手性环境下产生的微纳分级结构有机无机杂化材料不仅兼具无机有机双重优势，可以得到更广泛的应用，而且对于研究自然演化手性结构对生物的识别保护有着很强的基础研究意义。本项目将研究：1，非手性环境中手性有机无机杂化材料的微纳分级结构自组装合成技术；2，手性有机无机杂化材料的微纳结构、形貌的控制合成及稳定性；3，微纳手性结构和生物分子的界面相互作用机制及细胞识别保护功能。

非手性环境诱导合成手性有机无机杂化材料是手性功能材料合成的重大前沿，手性功能材料的微纳分级孔结构控制仍面临着巨大的挑战。通过自组装合成技术，高分子聚合物与手性结构材料相互作用，不仅有效构筑微/纳米尺度上的分级结构，而且合成技术更简便，成本效率更划算。并通过增强手性结构微晶基团和高分子溶胶桥连力和界面作用提高稳定性和功能性。本项目研究：1，手性有机无机杂化材料的微纳分级结构自组装合成技术；2，手性有机无机杂化材料界面相互作用和微纳尺度稳定性；3，手性微纳分级结构和生物分子的界面机制以及生物识别和保护功能。本项目已经实现了多类型有机无机杂化材料（包括石墨烯基，金属有机框架材料，介孔二氧化硅，纳米金属基，高分子基）的分级构筑，并通过界面设计实现手性有机无机杂化材料和细胞的相互作用，在多类型细胞表面验证了其生物识别和保护功能。