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    通過分子設(shè)計和自組裝實(shí)現(xiàn)對其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、形貌、維數(shù)和尺寸的調(diào)控，從而調(diào)控其性能是化學(xué)、物理和材料等學(xué)科的重要前沿研究領(lǐng)域。

    在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中科院的大力支持下，化學(xué)所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員在分子材料的組裝與性能調(diào)控研究方面取得了新的進(jìn)展，最近他們設(shè)計、合成了一類新的具有雙親基團(tuán)的卟啉分子TEOP，通過原位生長和自組裝結(jié)合的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了TEOP 有序的納米結(jié)構(gòu)和性能的可控構(gòu)筑。相關(guān)的研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在Adv. Mater. 2010, 22, 3532–3536。

    研究結(jié)果表明，通過控制自組裝條件可以在硅、石英玻璃等基底上實(shí)現(xiàn)大面積(平方厘米級)、高有序生長分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)陣列（如圖1），不僅實(shí)現(xiàn)了對TEOP聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的尺寸和形貌的精確調(diào)控，還實(shí)現(xiàn)了在無模板條件下對該分子的有序性、陣列有序性和維數(shù)的準(zhǔn)確控制，為高有序、大面積自組裝分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)材料提供了新思路。更有意義的是，結(jié)合單晶結(jié)構(gòu)的分析，清楚的解釋了其生長過程和機(jī)理。TEOP 分子為方磚形，可以通過卟啉分子間的π-π 堆積相互作用以“J”型邊-對-邊的排列形式在晶體中層層堆積并在溶液中形成表面能量最小的球狀結(jié)構(gòu)，形成無序的球狀聚集膜，這些球狀結(jié)構(gòu)通過揮發(fā)驅(qū)動的對流過程可以在溶劑中移動、聚集、重排、組裝，使得部分首先形成相互排列的直線，直線排列的有序結(jié)構(gòu)為后面的有序排列提供了模板，最終逐級組裝形成大面積、高有序的球狀陣列聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。該有序陣列的非線性吸收系數(shù)和非線性折射系數(shù)比對應(yīng)的溶液增強(qiáng)了1000倍，而無序結(jié)構(gòu)對非線性吸收和折射無任何響應(yīng)，展示了性能和有序結(jié)構(gòu)獨(dú)特依賴關(guān)系，在新的光學(xué)器件等領(lǐng)域中具有極大的潛在應(yīng)用前景。

    另外，研究人員在先進(jìn)分子的設(shè)計、自組裝方法、固態(tài)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方面也獲得了新的系列研究結(jié)果，這些結(jié)果分別發(fā)表在Chem. Commun. 2010, 46, 3161; Chem. Commun. 2010,46, 5698; J. Phys. Chem. C 2010, 114, 12982; J. Phys. Chem. C 2010, 114, 15109;Org. Biomol. Chem.2010, 8, 3923上。

卟啉分子TEOP結(jié)構(gòu)、組裝過程和有序納米結(jié)構(gòu)的可控構(gòu)筑