水溶性超分子聚集体软物质的设计，合成及功能研究

One of the ultimate scientific challenges would be to develop artificial analogues of mechanical devices that dynamiting autonomously. Supramolecular events take place through self-assembly process from molecular modules have been use to create dynamiting aggregates in response to external stimuli. Among many self-assembling systems, aromatic rigid building blocks have proven to be particularly interesting due to their great potentials to construct smart nanostructures. Because the self-assembly of the rod blocks arises mostly from subtle anisometric interactions, the small variations in local environments trigger rapid transformation of the equilibrium features. Along this line, we have made an effort to construct smart supramolecular systems by introducing oligoether dendrons into aromatic rod building blocks. We will show that rod amphiphiles with oligoether dendrons self-assemble into various well-defined nanostructures that are able to respond to environmental changes by changing their shapes and macroscopic properties. We will also show that bent-shaped rigid segments can adopt hexameric macrocycles with a dynamic mechanical motion triggered by pH changes. We expect our progress to exploit smart nanostructures in aqueous solution will present together with their practical implications.

模拟具有生命动态响应特征的复杂多变的生物体系，制备环境敏感性的软物质及软材料是新时代特征。以非共价键相互作用键连的超分子有序自组装,为人们提供了在时间和空间上对组装体结构进行调节、控制的可能方法。刚柔型芳香性超分子可作为自组装聚集材料单体为创建动态-响应性的软材料受到瞩目。刚柔分子的组装行为主要受共轭芳香性刚性部分的各向异性和柔性链的耗散作用的竞争平衡,同时,该竞争平衡又受到周围环境的影响。基于刚柔分子的组装规律，此课题中我们将要考察一系列敏感性的刚柔型超分子软材料的动态响应行为。主要工作包括：优化分子结构制备室温响应型(1)和海水中盐感应(2)的发光及变色材料。（3）精细合成客体分子响应的两亲性高聚物，容纳客体分子的储存器。（4）模拟生命环境，制备pH-响应型搏动的纳米管，设计合成控释传递药物的机械装置。

模拟具有生命动态响应特征的复杂多变的生物体系，制备环境敏感性的软物质及软材料是新时代特征。以非共价键相互作用键连的超分子有序自组装,为人们提供了在时间和空间上对组装体结构进行调节、控制的可能方法。刚柔型芳香性超分子可作为自组装聚集材料单体为创建动态-响应性的软材料受到瞩目。刚柔分子的组装行为主要受共轭芳香性刚性部分的各向异性和柔性链的耗散作用的竞争平衡,同时,该竞争平衡又受到周围环境的影响。基于刚柔分子的组装规律，首先通过客体分子水与柔性嵌段乙氧聚合物之间的水合作用，调节刚性嵌段之间的各向异性作用，制备了交叉排列的非手性固体、螺旋性凝胶和水溶液。柔性嵌段相对刚性嵌段对外部的温度具有更高的识别能力，柔性嵌段受热容易引起自由度的升高，对于交叉排列的固体赋予剪子运动，削弱相邻的各向异作用，形成螺旋性质的液晶。通过热变的可控手性固体载体的制备，调控偏振光的可控吸收和传播方向。利用螺旋桨两亲物的可控组装，制备了具有疏水空腔的空心球，包裹疏水性芳香性小分子。通过盐析效应增加两亲物质的疏水能力，提高螺旋桨的共平面性质和分子之间的相互作用，释放已包裹的客体分子。因此，通过盐的量可以调控组装载体对客体分子的释放能力。基于两嵌段刚柔物质的研究基础，通过三嵌段的刚柔分子组装，制备了三元环状体系。借助三元环的层层组装，制备三明治结构的管状载体。利用N-Pd-N配位键，对管的空心引入催化活体，借助管的空腔进行催化反应。通过载体的解组装方法解决非均相反应难以控制反应进程的难题。