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  2005年科學家們提出21世紀亟待解決的25個重大科學問題中，唯一的化學問題是“我們能夠推動化學自組裝走多遠”，這反映出分子自組裝研究的重大意義。那么，十多年來，全世界各國科學家們的研究進展如何呢？

  2016年諾貝爾化學獎授予了法國斯特拉斯堡大學Jean-Pierre Sauvage、美國西北大學J. Fraser Stoddart以及荷蘭格羅寧根大學Bernard L. Feringa，以獎勵他們“在分子機器的設計和合成”方面的貢獻，這一獎項再次肯定了超分子在化學中的重要地位。

  近日，杭州師范大學尹守春教授承擔的浙江省自然科學基金項目“通過主客體和金屬配位相互作用的正交自組裝構(gòu)建和調(diào)控熒光超分子聚合物水凝膠”通過了結(jié)題驗收。

  尹守春教授告訴記者，當某種物質(zhì)經(jīng)一定波長入射光照射時，吸收光能后激發(fā)進入激發(fā)態(tài)，然后從激發(fā)態(tài)立即退回基態(tài)并發(fā)出比入射光波長長的發(fā)射光，此發(fā)射光被稱之為熒光。自1560年B. Sahagún第一次觀察到熒光以來，熒光已被廣泛應用于照明、生物檢測、化學傳感器、寶石學等領域。如果將熒光引入到超分子聚合物中，制備新型的熒光超分子聚合物以賦予超分子聚合物新的功能，從而拓展超分子聚合物應用范圍，這對超分子聚合物的發(fā)展具有重要的科學意義和應用價值。

  尹守春教授長期致力于超分子聚合物功能化的研究,利用主客體和金屬配位兩種非共價鍵的正交自組裝將具有聚集誘導發(fā)光效應的有機熒光分子與超分子聚合物材料結(jié)合起來，制備一類新型的具有多重刺激響應性、自修復性能和強發(fā)光性能的超分子聚合物。

主要工作包括：

• 首先，具有多重刺激響應性的強發(fā)光超分子聚合物水凝膠的制備與性能研究。

• 第二，基于金屬配位和主客體相互作用分級自組裝構(gòu)筑熒光超分子凝膠。

• 第三，基于正交相互作用構(gòu)建熒光超分子聚合物及其應用于多重熒光傳感器。

• 第四，以金屬籠為核的熒光超分子聚合物凝膠的制備及其性能研究。

  這類熒光超分子聚合物有望在多重熒光傳感器和新型多響應性智能材料等方面具有很好的應用前景。

  比如，尹守春教授、西安交通大學張明明教授和美國猶他大學Peter J. Stang教授報道了一種多功能的以金屬籠狀化合物為核的超分子凝膠，該凝膠除了具有超分子凝膠的刺激響應性和自修復性能以外，還擁有金屬籠狀化合物的引入帶來的熒光以及更加剛性的特點，這一研究為利用超分子凝膠來構(gòu)筑動態(tài)而又有一定穩(wěn)定性的智能材料提供了一種新的思路，相關的研究成果發(fā)表在《美國化學會志》。

  在浙江省自然科學基金的支持下，尹守春教授和他的研究團隊圍繞新型熒光超分子聚合物的制備及性能方面研究開展了系列工作，制備的這類熒光超分子聚合物有望在多重熒光傳感器和新型多響應性智能材料等方面具有很好的應用前景。這些系列工作的開展，培養(yǎng)了6名碩士生，其中張靜同學的碩士論文獲得2017年浙江省碩士優(yōu)秀畢業(yè)論文提名獎；2017年12月，項目組成員何田由實驗師晉升為高級實驗師；發(fā)表SCI收錄學術論文13篇，其中包括PNAS一篇和JACS三篇；應邀在Polymer Chemistry雜志上發(fā)表具有聚集誘導發(fā)光性能的熒光超分子聚合物綜述。

相關論文鏈接：

1.Mingming Zhang, Shouchun Yin,* Jing Zhang, Zhixuan Zhou, Manik Lal Saha, Chenjie Lu, Peter J. Stang,* Metallacycle-cored supramolecular assemblies with tunable fluorescence including white-light emission, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2017, 114, 3044?3049, https://www.pnas.org/content/114/12/3044.

2.Luonan Xu, Xi Shen, Zhixuan Zhou, Tian He, Jinjin Zhang, Huayu Qiu, Manik Lal Saha, Shouchun Yin,* Peter J. Stang,* Metallacycle-cored supramolecular polymers: fluorescence tuning by variation of substituents, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 16920?16924, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10842.

3.Chenjie Lu,+ Mingming Zhang,+,* Danting Tang, Xuzhou Yan, ZeYuan Zhang, Zhixuan Zhou, Bo Song, Heng Wang, Xiaopeng Li, Shouchun Yin,* Hajar Sepehrpour, Peter J. Stang,* Fluorescent metallacage-core supramolecular polymer gel formed by orthogonal metal coordination and host-guest interactions, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 7674?7680, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b03781.

4.Mingming Zhang,* Manik Lal Saha,* Ming Wang, Zhixuan Zhou, Bo Song, Chenjie Lu, Xuzhou Yan, Xiaopeng Li, Feihe Huang, Shouchun Yin,* Peter J. Stang,* Multicomponent platinum(II) cages with tunable emission and amino acid sensing, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5067?5074, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6b12536.

5.Bo Li,* Tian He, Yiqi Fan, Xinchao Yuan, Huayu Qiu, Shouchun Yin,* Recent developments in the construction of metallacycle/metallacage-cored supramolecular polymers via hierarchical self-assembly, Chem. Commun. 2019, 55, 8036–8059,

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cc/c9cc02472g#!divAbstract.