【摘要】：宏觀超分子組裝是超分子化學領域的一個新興研究方向,其研究對象是表面修飾有大量超分子識別基團的10微米以上的宏觀構筑基元,以及它們之間基于超分子多重相互作用的碰撞、識別和組裝的過程。宏觀超分子組裝不僅為構筑體相超分子材料提供了新的方案和思路,也為快速水下粘附、內源性自修復等涉及界面-界面相互作用的過程提供了理想的研究模型。然而,目前宏觀超分子組裝方面的研究大多集中于對組裝現象的描述,而對組裝機理的闡釋和構筑基元的設計原則等方面的研究尚未深入,難以回答何種類型的構筑基元能夠實現宏觀超分子組裝的基本問題。迄今為止,已報道的用于宏觀超分子組裝的體系主要包括高流動性的水凝膠體系和引入“柔性間隔層”的剛性構筑基元體系�？紤]到上述體系構筑基元的設計均與其變形能力有關,因此,本論文針對“什么樣的構筑基元可以實現宏觀超分子組裝”這一基本問題,研究了不同彈性模量宏觀構筑基元的超分子組裝行為,通過定性的組裝統(tǒng)計學分析和量化的組裝作用力測量,建立了適用于宏觀超分子組裝的構筑基元設計原則,并將其應用于快速水下粘附等過程機理的闡釋和粘附材料的設計。主要研究成果如下:1.設計并制備了具有不同彈性模量的水凝膠模型體系,初步得到了宏觀組裝概率與模量負相關的趨勢。2.構建了兩種拓展體系并驗證了上述宏觀組裝概率與模量負相關趨勢的普適性,建立了適用于宏觀超分子組裝的構筑基元的設計原則。3.設計并發(fā)展了快速水下粘附測力的新方法,探索了模量依賴的宏觀超分子組裝規(guī)律在快速水下粘附方面的應用。
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O641.3
【圖文】：

電解質多層膜【２６］（圖ｌ－２（ａ））。在２０１５年他們課題組又報道了一種利用聚乙烯亞胺逡逑（ＰＥＩ）和透明質酸（ＨＡ）、聚丙烯酸（ＰＡＡ）之間的靜電相互作用交替層狀組裝得逡逑到聚電解質多層膜，并且得到的多層膜具有良好的自修復性和防霧性能Ｍ邋（圖１－２逡逑（ｂ））。而我們課題組利用ＬｂＬ的方法在宏觀構筑基元表面引入柔性間隔層、抗粘阻隔逡逑層和主客體識別層，成功實現了宏觀尺度構筑基元的超分子組裝，在這一過程中聚電逡逑解質多層膜的引入都是采用靜電相互作用作為成膜驅動力。逡逑■■畫：侜逡逑圖１－２基于靜電相互作用的自修復膜（引文２６，２７）。逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ邋ｆｉｌｍｓ邋ｂａｓｅｄ邋ｏｎ邋ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ邋ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ邋（Ｒｅｆ．邋２６

通過共聚使主客體分子引入到丙烯酰胺的水凝膠體系中，帶有主客體分子的逡逑水凝膠構筑基元在外加震蕩的條件下發(fā)生碰撞則會組裝到一起，實現了水凝膠體系宏逡逑觀構筑基元的穩(wěn)定組裝［３３］（圖１－３邋（ａ））。同年他們還報道了一種基于主體環(huán)糊精和客逡逑體偶氮苯的水凝膠體系的組裝具體來說，他們通過自由基共聚的方法，將主客體逡逑分子引入到水凝膠單體丙烯酰胺的分子鏈上，制備帶有主客體分子的水凝膠。因為環(huán)逡逑糊精和偶氮苯這個主客體識別體系，具有光響應性，即在紫外光照條件下，偶氮苯呈逡逑順式構象，與環(huán)糊精結合能力很弱，在可見光狀態(tài)下，偶氮苯呈反式構象，與環(huán)糊精逡逑結合常數很高。因此，在可見光條件下，水凝膠構筑基元之間利用主客體識別作用可逡逑以實現組裝，形成具有特異性結合的結構；而在紫外光照條件下，偶氮苯構象發(fā)生轉逡逑變，這種組裝體可以實現解組裝；再次用可見光刺激使順式偶氮苯轉變?yōu)榉词脚嫉藉义弦院?

通過調整兩個基板之間的距離可以獲得不同形狀的水凝膠，然后通過后交聯的方逡逑法得到固化成形的水凝膠構筑基元。實驗中所制備的棒狀和啞鈴狀的水凝膠構筑基逡逑元，可以通過形狀匹配得到有序的組裝體（圖１－５）。逡逑Ｆａｈｒｉ＾ｌＫ）ｉａｋＫ？ｃｌ￥逡逑＿邋（３邋0邋＾逡逑■、邋一．…．．邋邐邋一一逡逑圖１－５基于形狀匹配的水凝膠構筑基元之間的組裝（引文４４）。逡逑Ｆｉｇ．邋１－５邋Ｓｈａｐｅ－ｍａｔｃｈｉｎｇ邋ａｓｓｅｍｂｌｙ邋ｏｆ邋ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ邋ｂｕｉｌｄｉｎｇ邋ｂｌｏｃｋｓ邋（Ｒｅｆ．邋４４）．逡逑７逡逑

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;科學家開發(fā)出超分子組裝新方法[J];化學分析計量;2014年04期

2 ;科學家開發(fā)出超分子組裝新方法[J];企業(yè)技術開發(fā);2014年19期

3 常麗君;;英日開發(fā)超分子組裝技術[J];化工管理;2014年22期

4 張來新;朱海云;;環(huán)糊精的超分子組裝及應用新進展[J];應用化工;2013年12期

5 周靖欣;焦體峰;周娟;李曉博;佟琦;邢媛媛;;界面超分子組裝技術[J];廣州化工;2009年04期

6 成夢嬌;張倩;石峰;;宏觀超分子組裝——超分子材料制備新理念[J];中國科學:化學;2017年07期

7 ;理化所磷光金屬配合物超分子組裝研究取得進展[J];河南化工;2018年04期

8 劉洪國;孫德軍;郝京誠;;《新編膠體與界面化學》[J];分析化學;2016年12期

9 賈蘭;劉曉華;馬彥龍;朱晶心;;超分子組裝:設計與制備熒光傳感器的新途徑[J];化學與生物工程;2013年07期

10 張來新;;超分子組裝與聚合研究的新進展[J];化學工程師;2013年05期

相關會議論文 前10條

1 成夢嬌;;自糾錯機制實現精準宏觀超分子組裝[A];中國化學會2017全國高分子學術論文報告會摘要集——主題J：高分子組裝與超分子體系[C];2017年

2 石峰;;宏觀超分子組裝及其應用[A];中國化學會2017全國高分子學術論文報告會摘要集——主題C：高分子物理與軟物質[C];2017年

3 成夢嬌;;自糾錯機制實現精準宏觀超分子組裝[A];中國化學會第十六屆膠體與界面化學會議論文摘要集——第三分會：軟物質與超分子自組裝[C];2017年

4 鞠冠男;郭鳳麗;張倩;成夢嬌;石峰;;基于自糾錯策略的精準、平行大規(guī)模宏觀超分子組裝[A];中國化學會第十六屆膠體與界面化學會議論文摘要集——第三分會：軟物質與超分子自組裝[C];2017年

5 石峰;;宏觀超分子組裝及其應用[A];中國化學會第十六屆膠體與界面化學會議論文摘要集——第三分會：軟物質與超分子自組裝[C];2017年

6 鞠冠男;李東霖;石峰;;基于主客體相互作用的宏觀超分子組裝及性能研究[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第二十四分會：超分子組裝與軟物質材料[C];2016年

7 宋一凡;石峰;;生物素/抗生物素蛋白的多重作用在超分子組裝中的應用[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第二十四分會：超分子組裝與軟物質材料[C];2016年

8 楊清正;;基于超分子組裝的光捕獲體系[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第二十四分會：超分子組裝與軟物質材料[C];2016年

9 成夢嬌;石峰;;面向三維生物支架制備的宏觀超分子組裝研究[A];2016年全國高分子材料科學與工程研討會論文摘要集[C];2016年

10 楊清正;;基于超分子組裝的光捕獲體系[A];全國第十八屆大環(huán)化學暨第十屆超分子化學學術討論會會議論文集（上）[C];2016年

相關重要報紙文章 前4條

1 常麗君;英日開發(fā)超分子組裝技術[N];中國化工報;2014年

2 常麗君;科學家開發(fā)出超分子組裝新方法[N];科技日報;2014年

3 記者　 程曦;思想的碰撞其樂無窮[N];新清華;2006年

4 本報記者 顧定槐;新型復合材料的探索者[N];中國化工報;2007年

相關博士學位論文 前10條

1 鞠冠男;宏觀超分子組裝作用機制的研究[D];北京化工大學;2018年

2 喬善鵬;基于超分子組裝策略構建多尺度納米酶材料[D];吉林大學;2018年

3 RAHEEL AKRAM;作用面積對宏觀超分子組裝行為的調控[D];北京化工大學;2016年

4 成夢嬌;宏觀構筑基元的超分子組裝[D];北京化工大學;2015年

5 王昊宇;C_(60)衍生物的超分子組裝及其生物活性的研究[D];吉林大學;2011年

6 董風英;含C、N、O配位原子配合物的合成、結構、超分子組裝及其與DNA相互作用研究[D];中國海洋大學;2008年

7 李金澤;環(huán)糊精和偶氮苯超分子體系的自組裝研究[D];北京化工大學;2016年

8 李研;基于膽甾酸衍生物的超分子化學研究[D];清華大學;2009年

9 鄧超;三芐基胺/膦衍生物在分子識別和超分子組裝中的應用[D];南京大學;2013年

10 鄭小燕;可控超分子組裝的計算與模擬[D];清華大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 周啟峰;刺激—響應的超分子組裝體系的構筑[D];華東師范大學;2018年

2 王留洋;木質素基超分子組裝制備新型吸附劑[D];北京化工大學;2018年

3 郭鳳麗;彈性模量依賴的宏觀超分子組裝研究及其水下粘附應用[D];北京化工大學;2018年

4 王先津;烷氧基富勒醇的合成與超分子組裝[D];青島科技大學;2018年

5 楊敬輝;四苯乙烯超分子組裝及聚集誘導熒光研究[D];新疆大學;2017年

6 宋一凡;雙鎖結構在宏觀超分子組裝中的應用[D];北京化工大學;2017年

7 賈偉;基于靜電相互作用的超分子組裝及解組裝研究[D];北京化工大學;2017年

8 王曉雪;以自修復膜為柔性間隔層的宏觀超分子組裝研究[D];北京化工大學;2017年

9 馬保亮;超分子組裝在生物傳感器中的應用[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2002年

10 范文佳;通過逐級自組裝構筑新型金屬有機超分子組裝體系[D];華東師范大學;2015年

本文編號：2761182