最近，國家納米科學(xué)中心納米器件研究室的魏志祥研究員等采用單一手性的導(dǎo)電聚苯胺分子作為組裝單元，通過控制自組裝體系中的溶劑環(huán)境，自組裝制備了手性的聚苯胺納米米粒，并將這些納米米粒按不同的方式組裝形成手性超結(jié)構(gòu)。例如，納米米粒肩并肩地排列能夠形成六邊形的片層超結(jié)構(gòu)。研究表明，手性聚苯胺分子在納米結(jié)構(gòu)與超結(jié)構(gòu)中有序堆積，堆積方式非常類似與蛋白質(zhì)的β折疊。所不同的是，蛋白質(zhì)β折疊的驅(qū)動力是氫鍵，而手性聚苯胺納米結(jié)構(gòu)與超結(jié)構(gòu)主要源于π-π堆積相互作用。正是由于手性聚苯胺分子的有序堆積，六邊形片層結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出各向異性的電學(xué)傳輸特性。該研究對控制組裝制備其它功能納米結(jié)構(gòu)與超結(jié)構(gòu)具有重要的借鑒意義。此結(jié)果發(fā)表在近期的《美國化學(xué)會志》上(J.Am.Chem.Soc.2010,132,12006–12012)
手性納米結(jié)構(gòu)由于具有特殊的物理、化學(xué)性質(zhì)，一直以來備受研究人員的關(guān)注。由單一手性的生物分子(如蛋白質(zhì)和DNA)組裝形成納米結(jié)構(gòu)和超結(jié)構(gòu)近年來已經(jīng)取得了很大進展。但是，從具有手性的光電功能分子出發(fā)，自組裝制備單一手性的納米結(jié)構(gòu)仍然不是一件容易的任務(wù)，而將手性納米結(jié)構(gòu)按不同的方式自組裝制備更高級次的超結(jié)構(gòu)更是困難重重。
另外，通過控制手性聚苯胺分子的結(jié)構(gòu)，成功地自組裝制備了支化的聚苯胺螺旋納米纖維。研究表明，支化的聚苯胺螺旋納米纖維中手性聚苯胺分子的堆積方式與納米米粒以及超結(jié)構(gòu)一致。此結(jié)果發(fā)表在近期的《歐洲化學(xué)》上(Chem.Eur.J.2010,16,8626-8630)
此工作得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部、中國科學(xué)院的大力支持。 |
