非天然有机分子折叠体的组装及其对有机分子和离子的识别研究（英文）

分子折叠体是一类由非共价键稳定的、采用有序构象的寡聚物或聚合物. 我们设计并合成了三类非天然的折叠体，包括：1）由疏溶剂作用驱动的并入萘环板块的寡聚乙二醇折叠体，2）由分子内氢键驱动的寡聚酰肼折叠体，3）由分子内氢键驱动的并入锌卟啉板块的寡聚苯酰胺折叠体. 定性和定量的研究揭示，在有机溶剂中这些折叠体可以作为非天然受体分子高效络合或识别结构匹配的有机分子和离子，并且氢键驱动的折叠体可以通过络合作用实现超分子体系的手性诱导或手性放大.     

类脂双层的电学性质

类脂双层研究的动力来自动物世界,1961年首次报道了生物体的双层类脂膜(BLM)自组装.BLM体系已广泛应用于对生物能、光合成、免疫学和生物传感器等多种物理学现象的研究.文章在综述了类脂双层的起源及形成机理的基础上,从理论上分析了类脂双层的电学参量,以及类脂双层应用于生物传感器的应用前景.     

水热条件下温度对花状ZnO微/纳米结构的影响

考察了水热条件下反应温度对ZnO微/纳米结构和建筑单元的影响.实验结果表明,不论是低温还是高温,在PVP的引导下都能实现花状自组装超结构的生成.但是温度对建筑单元的形状影响很大,低温下建筑单元是由多个纳米棒融合而成的亚微米级尖头棒,而高温时建筑单元是纳米尺度的略微尖头的纳米棒.而且在高温时每一朵花中所含的纳米棒个数明显要高于低温时候的情况.     

明胶稳定TiO2空气-水界面薄膜的研究

采用十二烷基磺酸钠(SDS)作模板并以明胶作稳定剂,在空气-水的界面上组装TiO2薄膜。结果表明,加入的明胶既是一种良好的成膜剂,又是薄膜中TiO2颗粒的稳定剂。经洗涤去除明胶后,此复合薄膜材料可转换成单一的层状TiO2薄膜,其薄膜中TiO2颗粒的平均粒径与原先加入的明胶浓度成反比。在此基础上,分析了明胶稳定TiO2颗粒的机理并建立了相关模型。     

一种含有二茂铁的rod-coil型两亲性金属有机低聚体的合成与自组装

合成了一种以邻羧基苯甲酰二茂铁为疏水链聚乙二醇单甲醚为亲水链的新型rod-coil两亲性金属有机低聚物,并对其在溶液中的自组装行为进行了研究.研究表明,在不同的起始浓度下,该化合物可自组装形成球形、扭曲的蠕虫状胶束和囊泡,二茂铁和苯环间的π-π相互堆叠是形成扭曲型蠕虫状胶束的主要因素.     

对一种典型软物质的结构形成过程分析

以肥皂分子为代表的两亲分子的团聚程度和浓度有关,当两亲分子浓度达到某一临界值时,就会形成胶束.若在温度影响下,再增加浓度,就会形成不同结构的液晶.本文分析了两亲分子自组装过程,给出了胶束形成的临界浓度公式;进而研究了两亲分子形成的液晶相,得到了两亲分子液晶形成不同相时要具备浓度和温度两个条件的结论.     

Sensing Escherichia coli O157：H7 via frequency shift through a self-assembled monolayer based QCM immunosensor

By means of the specific immuno-recognition and ultra-sensitive mass detection, a quartz crystal microbalance (QCM) biosensor for Escherichia coli O157H7 detection was developed in this work. As a suitable surfactant, 16-mercaptohexadecanoic acid (MHDA) was introduced onto the Au surface of QCM, and then self-assembled with N-hydroxysuccinimide (NHS) raster as a reactive intermediate to provide an active interface for the specific antibody immobilization. The binding of target bacteria with the immobilized antibodies decreased the sensor's resonant frequency, and the frequency shift was correlated to the bacterial concentration. The stepwise assembly of the immunosensor was characterized by means of the electrochemical techniques. Using the immersion-dry-immersion procedure, this QCM biosensor could detect 2.0×102 colony forming units (CFU)/ml E. coli O157H7. In order to reduce the fabrication time, a polyelectrolyte layer-by-layer self-assembly (LBL-SA) method was adopted for fast construction. Finally, the reproducibility of this biosensor was discussed.     

模板技术制备介观结构材料

模板技术是制备介观尺度下具有多重结构材料的简单有效方法。本工作围绕纳米微球及其组装结构,一维纳米纤维及其组装结构而开展。其中重点关于核—壳结构凝胶微球的制备,并以此为模板制备包覆复合微球和中空微球,实现复合微球的形貌和特征尺寸的控制。通过化学改性对单分散聚苯乙烯胶体微粒进行处理,制备了具有核—壳结构的单分散凝胶粒子。以核—壳结构凝胶粒子为模板,制备了二氧化钛包覆聚苯乙烯核壳结构的复合粒子及其中空的二氧化钛粒子。发现在无机前体的溶胶凝胶过程中,电场能诱导复合粒子表面形成贯穿的多孔结构。同样思路,制备了二氧化硅、导电聚苯胺及其复合的核—壳结构和相应的中空微球。对聚苯乙烯胶体晶进行化学改性,制备了核—壳结构的胶体晶凝胶。以此为模板,与第二种具有响应特性凝胶进行复合,得到了敏感特性的胶体晶凝胶。并研究了此复合凝胶的形态及外场响应特性。以多孔氧化铝膜为模板,制备一维结构及其阵列体系。通过调节孔的润湿性,调节一维结构的形态(纤维或中空结构)并可调节双组分核—壳结构纤维的内外相相反转。     

新型含氮、硫、氧配体及其超分子化合物的设计合成

以结构化学指导新型金属-有机纳米器件的合理合成和物理性能研究,探索它们的自组装规律,共设计合成了12个含N、S及COO^-基团的具有不同对称性和立体选择性的新颖大骨架多官能团柔性配体,以及由它们与金属离子自组装合成了18个新型金属-有机纳米笼、纳米管和配位聚合物,开辟了一条合成金属-有机纳米器件的新途经.其中,一个具有Oh对称的金属纳米笼,笼内体积超过1000 A³,可以同时容纳多种离子和小分子,是目前已测定单晶结构的金属纳米笼中容量最大的一个.而用金属离子把纳米管串联成的金属-有机纳米管则是国际上首例报道的结构有序无机-有机纳米管阵列;并创新性的采用低温溶剂热法合成了一个新颖的具有半导体和顺磁性质的Ni-巯基嘧啶二维层状聚合物和两个二维折叠格子状化合物;另外,用巯基嘧啶作为难溶盐CuCN的溶解模板,得到了国际上首例六角形CuCN大环化合物和另外一个新颖的类石墨层状CuCN化合物.过渡金属与多官能团配体通过配位键来驱动和引导自组装,形成具有均一尺寸和特定形状的金属-有机纳米器件,是当今化学与材料领域研究的前沿之一.而通过设计合成具有特定对称性和立体选择性的有机配体,并把它们与金属离子自组装形成具有纳米尺寸和特殊功能的纳米球和纳米管,更是在纳米科技、化学催化、分子吸附和光电磁等领域具有重要的科学意义和应用前景.     

胶原调控矿化自组装机制研究

通过模拟体液的特征配制特殊生理溶液,并以此生理溶液和胶原基质为矿化系统,观察和分析胶原基质在体外的矿化;结果发现:胶原在体外仿生矿化生成的矿物相为具有规则叶片状结构、低结晶度的碳酸羟基磷灰石;表明了羟基磷灰石矿物晶体在胶原的反应成核位点通过化学键合作用进行自组装,这种自组装结构受胶原大分子与羟基磷灰石晶体之间的相互反应以及胶原分子的自组装能力诱导。