李宏博:多重调控偶氮苯基多金属氧簇复合物的组装论文

李宏博:多重调控偶氮苯基多金属氧簇复合物的组装论文

本文主要研究内容

作者李宏博(2019)在《多重调控偶氮苯基多金属氧簇复合物的组装》一文中研究指出:自组装是利用基本的构筑基元,如分子,纳米材料或更大尺寸材料自发形成有序结构的技术。在自组装过程中,聚集体通过非共价作用力形成了稳定的、有规律的几何体,如囊泡、胶束、纳米管和螺旋等。在分子传感器、高效催化和生物医学材料等方面有着广泛的应用。然而,操纵基本的构筑基元构筑一种理想的组装体仍然面临着巨大的挑战。如果可以通过主客体相互作用改变构筑基团的非共价作用力,以此来实现精确调控组装和解组装。这将在构筑智能响应材料方面扮演至关重要的角色。环糊精是环状寡糖分子,作为主体分子广泛应用于超分子领域。它能够通过氢键、亲疏水作用和分子间作用力与客体分子相互作用识别,比如可以和金刚烷、偶氮苯和二茂铁形成主客体包结物。主客体相互作用赋予了超分子组装自愈性和动态可逆能力,这可用于构建便携式功能材料。现在已经报道了很多利用有机小分子对客体分子进行修饰,进而与主体分子结合的工作,构筑了很多p H、温度、光响应材料,同时还合成了很多高分子主客体材料。大多数的主客体作用是以有机小分子和聚合物为构筑基元,但是利用无机纳米粒子构筑的报道相对偏少。因此,我们打算选择一种尺寸均一,结构明确,性质稳定的无机纳米构筑基元,与客体分子结合来探索主客体作用对分子组装的影响。多金属氧簇是一种无机纳米簇,具有多种多样的拓扑结构和组成成分,广泛的应用于氧化还原反应、催化、生物医药以及材料科学方面。最近20年,多金属氧簇得到了很多科学家的关注。通过有机配体对多金属氧簇进行共价修饰,不仅改变了其溶解性,而且增加了复合物的稳定性。通过修饰不同的有机配体,复合物可以表现出丰富的结构和特性,并且利用有机部分和无机部分的协同作用拓展了多金属氧簇的应用。Proust首次使用客体分子嫁接到多金属氧簇上,但是忽略了主客体作用对杂化物组装结构的影响。因此,本工作设计合成了一种新型杂化复合物,将客体分子偶氮苯修饰到单缺位Keggin型多金属氧簇上,通过离子交换的方法,将大部分的四丁基溴化铵阳离子替换成氢离子,使复合物具有很好的水溶性。复合物在水溶液中,由于多金属氧簇亲水,而偶氮苯有机基团疏水,通过亲疏水作用在水溶液中自组装,通过高分辨透射电子显微镜、冷冻透射电子显微镜和扫描电子显微镜,观察到复合物组装成60 nm的囊泡;当向复合物的水溶液中加入α-环糊精,α-环糊精与偶氮苯基团通过主客体作用结合形成包结物,而多金属氧簇和α-环糊精都是亲水的,因此破坏了复合物的两亲性,组装体也从之前的囊泡转变成了单分散状态。透射电子显微镜和动态光散射也证实了组装体结构的转变。由于偶氮苯基团具有光致异构特性,在紫外光的照射下,反式结构转变成顺式;在可见光的照射下,顺式结构转变成反式结构。环糊精与反式结构的偶氮苯基团具有较强的主客体作用,而与顺式结构的偶氮苯几乎不存在主客体作用。因此我们可以利用光控来调节主客体作用。在紫外光的照射下,复合物不再与α-环糊精结合,重新形成两亲性分子。在水中再次组装成25 nm的囊泡结构,但尺寸小于之前的囊泡,原因是顺式的偶氮苯比反式结构亲水性更强,导致了尺寸的变小。当复合物溶液在可见光的照射下,顺式偶氮苯基团回到反式结构,再次与环糊精形成主客体包结物,复合物在溶液中再次回到单分散的状态。当把α-环糊精换成β-环糊精,其动态调控结果与α-环糊精类似,当向复合物与β-环糊精溶液中加入金刚烷甲酸钠,由于金刚烷甲酸钠与β-环糊精具有更强的主客体结合能力,使得复合物回到了最初的两亲分子,再次组装成了60 nm的囊泡结构。因此,我们利用主客体作用多重精确的调控了复合物的组装与解组装过程,多次实现囊泡结构与单分散状态的转变。本工作不仅设计合成了一种新型的有机共价修饰多金属氧簇复合物,为多金属氧簇杂化物的设计提供了新思路,而且这项技术在药物搭载,催化和功能性纳米材料等领域具有潜在的应用前景。

Abstract

zi zu zhuang shi li yong ji ben de gou zhu ji yuan ,ru fen zi ,na mi cai liao huo geng da che cun cai liao zi fa xing cheng you xu jie gou de ji shu 。zai zi zu zhuang guo cheng zhong ,ju ji ti tong guo fei gong jia zuo yong li xing cheng le wen ding de 、you gui lv de ji he ti ,ru nang pao 、jiao shu 、na mi guan he luo xuan deng 。zai fen zi chuan gan qi 、gao xiao cui hua he sheng wu yi xue cai liao deng fang mian you zhao an fan de ying yong 。ran er ,cao zong ji ben de gou zhu ji yuan gou zhu yi chong li xiang de zu zhuang ti reng ran mian lin zhao ju da de tiao zhan 。ru guo ke yi tong guo zhu ke ti xiang hu zuo yong gai bian gou zhu ji tuan de fei gong jia zuo yong li ,yi ci lai shi xian jing que diao kong zu zhuang he jie zu zhuang 。zhe jiang zai gou zhu zhi neng xiang ying cai liao fang mian ban yan zhi guan chong yao de jiao se 。huan hu jing shi huan zhuang gua tang fen zi ,zuo wei zhu ti fen zi an fan ying yong yu chao fen zi ling yu 。ta neng gou tong guo qing jian 、qin shu shui zuo yong he fen zi jian zuo yong li yu ke ti fen zi xiang hu zuo yong shi bie ,bi ru ke yi he jin gang wan 、ou dan ben he er mao tie xing cheng zhu ke ti bao jie wu 。zhu ke ti xiang hu zuo yong fu yu le chao fen zi zu zhuang zi yu xing he dong tai ke ni neng li ,zhe ke yong yu gou jian bian xie shi gong neng cai liao 。xian zai yi jing bao dao le hen duo li yong you ji xiao fen zi dui ke ti fen zi jin hang xiu shi ,jin er yu zhu ti fen zi jie ge de gong zuo ,gou zhu le hen duo p H、wen du 、guang xiang ying cai liao ,tong shi hai ge cheng le hen duo gao fen zi zhu ke ti cai liao 。da duo shu de zhu ke ti zuo yong shi yi you ji xiao fen zi he ju ge wu wei gou zhu ji yuan ,dan shi li yong mo ji na mi li zi gou zhu de bao dao xiang dui pian shao 。yin ci ,wo men da suan shua ze yi chong che cun jun yi ,jie gou ming que ,xing zhi wen ding de mo ji na mi gou zhu ji yuan ,yu ke ti fen zi jie ge lai tan suo zhu ke ti zuo yong dui fen zi zu zhuang de ying xiang 。duo jin shu yang cu shi yi chong mo ji na mi cu ,ju you duo chong duo yang de ta pu jie gou he zu cheng cheng fen ,an fan de ying yong yu yang hua hai yuan fan ying 、cui hua 、sheng wu yi yao yi ji cai liao ke xue fang mian 。zui jin 20nian ,duo jin shu yang cu de dao le hen duo ke xue jia de guan zhu 。tong guo you ji pei ti dui duo jin shu yang cu jin hang gong jia xiu shi ,bu jin gai bian le ji rong jie xing ,er ju zeng jia le fu ge wu de wen ding xing 。tong guo xiu shi bu tong de you ji pei ti ,fu ge wu ke yi biao xian chu feng fu de jie gou he te xing ,bing ju li yong you ji bu fen he mo ji bu fen de xie tong zuo yong ta zhan le duo jin shu yang cu de ying yong 。Proustshou ci shi yong ke ti fen zi jia jie dao duo jin shu yang cu shang ,dan shi hu lve le zhu ke ti zuo yong dui za hua wu zu zhuang jie gou de ying xiang 。yin ci ,ben gong zuo she ji ge cheng le yi chong xin xing za hua fu ge wu ,jiang ke ti fen zi ou dan ben xiu shi dao chan que wei Kegginxing duo jin shu yang cu shang ,tong guo li zi jiao huan de fang fa ,jiang da bu fen de si ding ji xiu hua an yang li zi ti huan cheng qing li zi ,shi fu ge wu ju you hen hao de shui rong xing 。fu ge wu zai shui rong ye zhong ,you yu duo jin shu yang cu qin shui ,er ou dan ben you ji ji tuan shu shui ,tong guo qin shu shui zuo yong zai shui rong ye zhong zi zu zhuang ,tong guo gao fen bian tou she dian zi xian wei jing 、leng dong tou she dian zi xian wei jing he sao miao dian zi xian wei jing ,guan cha dao fu ge wu zu zhuang cheng 60 nmde nang pao ;dang xiang fu ge wu de shui rong ye zhong jia ru α-huan hu jing ,α-huan hu jing yu ou dan ben ji tuan tong guo zhu ke ti zuo yong jie ge xing cheng bao jie wu ,er duo jin shu yang cu he α-huan hu jing dou shi qin shui de ,yin ci po huai le fu ge wu de liang qin xing ,zu zhuang ti ye cong zhi qian de nang pao zhuai bian cheng le chan fen san zhuang tai 。tou she dian zi xian wei jing he dong tai guang san she ye zheng shi le zu zhuang ti jie gou de zhuai bian 。you yu ou dan ben ji tuan ju you guang zhi yi gou te xing ,zai zi wai guang de zhao she xia ,fan shi jie gou zhuai bian cheng shun shi ;zai ke jian guang de zhao she xia ,shun shi jie gou zhuai bian cheng fan shi jie gou 。huan hu jing yu fan shi jie gou de ou dan ben ji tuan ju you jiao jiang de zhu ke ti zuo yong ,er yu shun shi jie gou de ou dan ben ji hu bu cun zai zhu ke ti zuo yong 。yin ci wo men ke yi li yong guang kong lai diao jie zhu ke ti zuo yong 。zai zi wai guang de zhao she xia ,fu ge wu bu zai yu α-huan hu jing jie ge ,chong xin xing cheng liang qin xing fen zi 。zai shui zhong zai ci zu zhuang cheng 25 nmde nang pao jie gou ,dan che cun xiao yu zhi qian de nang pao ,yuan yin shi shun shi de ou dan ben bi fan shi jie gou qin shui xing geng jiang ,dao zhi le che cun de bian xiao 。dang fu ge wu rong ye zai ke jian guang de zhao she xia ,shun shi ou dan ben ji tuan hui dao fan shi jie gou ,zai ci yu huan hu jing xing cheng zhu ke ti bao jie wu ,fu ge wu zai rong ye zhong zai ci hui dao chan fen san de zhuang tai 。dang ba α-huan hu jing huan cheng β-huan hu jing ,ji dong tai diao kong jie guo yu α-huan hu jing lei shi ,dang xiang fu ge wu yu β-huan hu jing rong ye zhong jia ru jin gang wan jia suan na ,you yu jin gang wan jia suan na yu β-huan hu jing ju you geng jiang de zhu ke ti jie ge neng li ,shi de fu ge wu hui dao le zui chu de liang qin fen zi ,zai ci zu zhuang cheng le 60 nmde nang pao jie gou 。yin ci ,wo men li yong zhu ke ti zuo yong duo chong jing que de diao kong le fu ge wu de zu zhuang yu jie zu zhuang guo cheng ,duo ci shi xian nang pao jie gou yu chan fen san zhuang tai de zhuai bian 。ben gong zuo bu jin she ji ge cheng le yi chong xin xing de you ji gong jia xiu shi duo jin shu yang cu fu ge wu ,wei duo jin shu yang cu za hua wu de she ji di gong le xin sai lu ,er ju zhe xiang ji shu zai yao wu da zai ,cui hua he gong neng xing na mi cai liao deng ling yu ju you qian zai de ying yong qian jing 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自吉林大学的李宏博,发表于刊物吉林大学2019-06-25论文,是一篇关于多金属氧簇论文,偶氮苯论文,主客体论文,组装调控论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自吉林大学2019-06-25论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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