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微观结构单元:揭秘新型双功能超分子结构

导读 横滨国立大学最近的一项研究引入了材料科学领域的一项突破性方法,利用先进的分选技术实现了双孔分子晶体的自组装。这项创新为开发具有多种...

横滨国立大学最近的一项研究引入了材料科学领域的一项突破性方法,利用先进的分选技术实现了双孔分子晶体的自组装。这项创新为开发具有多种应用的多功能材料铺平了道路。

被称为离散超分子结构的多功能分子框架可作为可定制的微观构件,用于多种应用。这些结构可用于药物输送、为催化反应创造独特的环境,或集成到分子机器中。

横滨国立大学的研究人员在《美国化学会志》上发表的论文中提出了一种推进双功能超分子材料自组装的新方法。

自组装涉及在热力学平衡下由一组给定的组分自发生成明确、离散的超分子结构。通常,前体的二元组合(每个前体都带有互补的功能组)会组装成稳定的产品。多组分系统(包括至少两个具有相同功能组的前体)仍相对未被探索。

探索社会自我分类

科学家们正在研究通过“社会自我分类”将具有相同功能团的不同前体整合到统一的超分子结构中的方法。在社会自我分类中,复杂的自我分类系统之间的转换模仿了自然界中发现的调节功能,它能够进行选择性但适应性的识别行为。

为了实现这一目标,研究人员一直在开发战略方法来防止随机掺入和“自恋自我分类”,其中每种类型的前体都会组装成独立的结构。

一种方法是通过一种称为手性自分类的技术,该技术依赖于手性的互补性(右手性或左手性)。当使用外消旋前体(两种称为对映体的手性分子的混合物)时,两种对映体通常会合并成一个结构。

右手性分子和左手性分子在结晶时倾向于交替排列,并且可以排列出右手性和左手性分子之间结构略有差异的“准外消旋体”。

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