供体-受体相互作用驱动的超分子聚集体

　　π共轭分子纳米组装体由于其在超分子化学、材料科学、生物化学等领域具有广泛的应用前景，因此，构筑π共轭分子纳米组装体吸引了众多科学家的研究兴趣。通过对分子参数的调节，如柔性部分的体积分数、柔性部分横截面面积、分子形状和刚性部分或柔性部分引入侧链基团，可以构筑π共轭分子的各种超分子纳米结构，并对其进行精确的控制。然而，通过供体-受体相互作用制备基于刚-柔嵌段分子超分子聚合物的研究鲜有报道。延边大学的金龙一研究组通过供体-受体相互作用对刚-柔嵌段超分子聚合物的结构调控进行了系统的研究，并阐述了其超分子聚合物结构调控机理，相关的研究成果发表在2017年的《Nanoscale》期刊。 

　　图1 刚-柔嵌段分子及其超分子聚合物自组装示意图 

　　该研究组发现，π共轭分子由于其富电子的特性，可以与缺电子小分子通过供体-受体相互作用形成基于刚-柔嵌段分子的超分子聚合物。首先，作者研究了基于芘的刚-柔嵌段分子在本体和水溶液中的自组装机理，并且研究了增加柔性链长度和增加刚性部分长度对分子自组装结构的影响，这些分子在本体中形成了柱状、六方柱状、层状等超分子聚集体结构；在水溶液中自组装形成纤维、球状、多层纳米管等结构。当加入电子受体分子，形成超分子聚合物，在本体中结构转变为层状、柱状结构；在水溶液中则形成弯曲片状、纳米纤维、片状等结构。研究结果表明，供体-受体相互作用能够增强超分子自组装的驱动力，创造各种超分子纳米结构应用于纳米材料科学。这种由刚-柔嵌段分子合成超分子聚合物的策略，为构筑更复杂的功能超分子复合材料提供了坚实的理论依据。 

　　图2 刚-柔嵌段分子自组装结构TEM图及其本体的SAXS图 

　　利用北京同步辐射装置（BSRF）X射线小角实验技术获得了刚-柔嵌段分子及其基于供体-受体相互作用的超分子聚合物在本体中的自组装结构信息，明确了其在本体中的自组装机理。 

　　发表文章： 

　　Shengsheng Yu, Yuntian Yang, Tie Chen, Jingzhe Xu and Long Yi Jin. Donor–acceptor interaction-driven self-assembly of amphiphilic rod–coil molecules into supramolecular nanoassemblies. Nanoscale, 2017, 9, 17975-1798.