从多组分出发、通过多级自组装构筑以金属大环或金属笼为核心基元的超分子有机金属凝胶

软物质科学作为跨越物理、化学、生物三大学科的交叉性科学，已成为国际上受到普遍重视的新的学科领域。凝胶作为软物质中的一类重要分支，由于在材料科学、药物传输以及超分子纳米材料的构筑等方面有着十分重要的应用，因此成为了超分子化学和材料科学的一个研究热点。本项目将结合我们在超分子化学特别是自组装领域方面的工作经验和基础，设计合成一系列含有成胶基团的基元砌块，通过配位键导向的自组装构筑独立的、高度有序的具有特定空腔的二维或三维超分子结构；然后利用这些超分子结构作为新的基元，通过亲水疏水作用、氢键作用及π－π堆积作用，经过二次组装构筑新型超分子有机金属凝胶，并对其基本光电性能进行初步的探索和研究。.该研究将有可能实现从简单基元砌块出发，通过多重弱相互作用，经多级自组装来构筑新型超分子有机金属凝胶，从而为新型软物质材料的制备提供一条新的途径。

近年来，超分子凝胶在药物传输、探针以及超分子催化等领域展示了十分广泛的应用，已经成为了超分子化学和材料科学的一个热点领域。然而，目前关于新型超分子有机金属凝胶的研究还处于起步阶段，相关的报道更多集中在以简单一维有机金属络合物或低聚物为基本骨架的研究，而将独立的、形状和尺寸高度有序的二维或三维超分子金属有机多边形或多面体引入超分子有机金属凝胶的报道还不多见。该项目围绕基于有机金属骨架的可控自组装及其功能化这一核心课题展开，从多组分出发、通过多级自组装构筑以金属大环或金属笼为核心基元的超分子有机金属凝胶。过去三年项目执行期间，在以下三个方面取得了一些研究成果。（1）成功实现了协同增强功能化超分子有机金属大环的构筑。当引入的官能团为具有特定功能的基元时，超分子有机金属大环可以提供一个良好平台来构筑协同增强的功能化超分子有机金属大环。（2）成功实现了通过多重弱相互作用协同作用构筑以超分子有机金属大环为核心骨架的微纳米结构。当在组装基元引入含有其他弱相互作用位点的官能团时，如氢键、CH－π作用或π－π作用，利用配位键与其他弱相互作用彼此不干涉的特性，可以实现在多重弱相互作用的协同作用下、通过逐级自组装在大尺度上构筑微纳米材料。特别需要指出的是，由于这些新颖的微纳米结构是通过多重弱相互作用协同组装形成的，因此这些材料往往具有一定的刺激响应性能。（3）成功实现了从金属炔共轭组装基元出发构筑结构有序的超分子有机金属聚集体。设计合成了一系列结构多样性含有铂炔基元的有机金属骨架，系统研究了这些组装基元在大尺度上的聚集行为以及结构和溶剂条件对这些有机金属骨架聚集行为及形貌的影响。