分會(huì)

第三十二分會(huì)：超分子組裝與軟物質(zhì)材料

摘要

自然界中的非平衡組裝存在非常廣泛，不管是宏觀層面還是微觀層面均有相關(guān)的非平衡體系，小到魚類肌節(jié)的動(dòng)態(tài)組裝，大到行星系中各大星球的動(dòng)態(tài)運(yùn)行均屬于非平衡組裝體系。這些組裝體系通過消耗化學(xué)燃料或者能量來賦予生命體特殊的結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜的功能，對(duì)于生命體有著極其重要的意義。在合成的非平衡體系中，大部分工作都集中在微觀層面的非平衡組裝上，而對(duì)宏觀組裝基元的非平衡組裝研究卻很少報(bào)道，這主要是因?yàn)楹暧^組裝基元的表面化學(xué)以及物理化學(xué)比較復(fù)雜，因此難以進(jìn)行調(diào)控。這里，我們提出了一個(gè)有效的策略，通過動(dòng)態(tài)調(diào)控具有pH響應(yīng)性的聚電解質(zhì)水凝膠的界面化學(xué)，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)水凝膠的宏觀非平衡組裝。聚電解質(zhì)水凝膠的組裝和解組裝是通過瞬態(tài)的靜電吸引和排斥來實(shí)現(xiàn)的，主要是由于體系中的酶促反應(yīng)驅(qū)動(dòng)的時(shí)間編程可以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的pH值變化，進(jìn)而導(dǎo)致組裝的不同形態(tài)的出現(xiàn)。組裝過程可以通過調(diào)整水凝膠參數(shù)和燃料成分來控制，并且可以通過反復(fù)在體系中加入燃料來實(shí)現(xiàn)體系的循環(huán)組裝。通過有序縫合互補(bǔ)水凝膠促進(jìn)了精確非平衡超分子組裝的實(shí)現(xiàn)，通過這種方法制備的瞬態(tài)宏觀超分子容器可以用于定時(shí)投料或傳質(zhì)。

關(guān)鍵詞

聚電解質(zhì)水凝膠；超分子相互作用；宏觀非平衡組裝

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