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  自組裝（Self-assembly）是指一多組分體系由各組分間自發(fā)的相互作用而形成多級(jí)有序結(jié)構(gòu)的過程。大自然中的生命體，從簡(jiǎn)單的細(xì)胞到復(fù)雜的動(dòng)植物，無不依賴自組裝實(shí)現(xiàn)各種生命活動(dòng)。近年來，科學(xué)家們對(duì)自組裝開展了廣泛的研究。其中，由于金屬中心與有機(jī)配體的配位作用具有良好的方向性、適宜的鍵能等優(yōu)點(diǎn)，配位驅(qū)動(dòng)的超分子自組裝（Coordination-driven self-assembly）成為了研究熱點(diǎn)。利用這一方法，科學(xué)家們可以高效地設(shè)計(jì)和合成各種離散型多維度超分子結(jié)構(gòu)，并成功制備了具有抗癌、催化、熒光等功能的超分子組裝體。目前，科學(xué)家們正努力將超分子結(jié)構(gòu)多樣性和功能性有機(jī)結(jié)合，以期構(gòu)筑擁有獨(dú)特、新穎性質(zhì)的超分子組裝體。

  近日，美國猶他大學(xué)的顏徐州博士（通訊作者，現(xiàn)為斯坦福大學(xué)博士后）和Peter J. Stang教授（通訊作者）的研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種以四苯乙烯為中心的雙多邊形組裝體，并研究了超分子組裝體的形狀對(duì)其熒光性質(zhì)的影響。

  該研究利用了四苯基乙烯的對(duì)稱性，以其為“橋”連接了兩側(cè)的多邊形。通過調(diào)整用于自組裝的金屬有機(jī)鉑化合物的角度可以高效地制備兩種不同結(jié)構(gòu)的雙多邊形組裝體：雙菱形和雙三角形結(jié)構(gòu)（圖1）。同時(shí)，超分子組裝體的形成抑制了四苯基乙烯的轉(zhuǎn)動(dòng)，使所合成的超分子組裝體可以本體發(fā)光。在不良溶劑中，四苯基乙烯的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)一步被抑制，超分子組裝體的熒光增強(qiáng)，體現(xiàn)了聚集誘導(dǎo)熒光增強(qiáng)（AIEE）的性質(zhì)（圖2）。
  值得注意的是，在稀溶液中雙三角形組裝體的熒光強(qiáng)于雙菱形組裝體，而在聚集時(shí)則反之。這一獨(dú)特的現(xiàn)象被歸因于三角形的穩(wěn)定性：穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)更有利于抑制四苯基乙烯的轉(zhuǎn)動(dòng)，使三角形組裝體比菱形組裝體具有更強(qiáng)的熒光。作者們分別計(jì)算了兩種組裝體中四苯基乙烯的轉(zhuǎn)動(dòng)能壘，結(jié)果為雙三角形中四苯乙烯的轉(zhuǎn)動(dòng)能壘比雙菱形中的高4.3 kJ/mol，為這一解釋提供了有力的證據(jù)（圖3）。

  該研究成功設(shè)計(jì)合成了新型超分子組裝體并通過調(diào)控超分子組裝體的結(jié)構(gòu)進(jìn)而調(diào)節(jié)其功能，為設(shè)計(jì)用于識(shí)別、檢測(cè)、選擇性物質(zhì)吸附、分離、藥物靶向運(yùn)輸?shù)裙δ艿男滦统肿硬牧咸峁┝说乃悸�。相關(guān)研究成果發(fā)表于J. Am. Chem. Soc.，論文的第一作者為猶他大學(xué)博士生周知玄。

  論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/ipdf/10.1021/jacs.6b07173