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超分子自组装 超分子的简介 2 超分子的应用及实例 3 超分子的发展历史 1 超分子的发展历史 1987年诺贝尔化学奖获得者，法国科学家 J. M. Lehn（莱恩） 首次提出了“超分子化 学”这一概念。 他指出: 基于共价键存在着分子化学领域, 基于分子组装体和分子间键而存在着超分子化学 。换句话说分子间的相互作用是超分子化学的核心。 超分子这一术语早在19世纪30年代中期就被提出, 超分子化学的概念和术语则是在1973年提出。 J. M. Lehn讲学：超分子 图片来源于百度 超分子化学 超分子化学(supramolecular chemistry)是化学与生物学、物理学、材料科学、信息科学和环境科学等多门学科交叉构成的边缘科学，亦称主- 客体化学(host-guest chemistry) 从某种意义上讲，超分子化学淡化了有机化学、无机化学、生物化学和材料化学之间的界限，着重强调了具有特定结构和功能的超分子体系，将四大基础化学(有机化学、无机化学、分析化学和物理化学)有机地融合为一个整体 超分子（ Supramolecular ）：通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起的，组成复杂的有组织的聚集体，并保持一定的完整性，使其具有明确的微观结构和宏观特性。它可简单到由二个分子组成。它们可以是球形，棒形，或片状样品。其尺寸从纳米-微米的范围。 超分子组装的过程称为分子自组装(Molecular self-assembly)，自组织过程(Self-organization)是使超分子产生高度有序的过程。 超分子简介 金属离子的配位键、氢键、π-π堆积作用、静电作用和疏水作用等。 由两个或两个以上基团用柔性链或刚性链 连接而成的超分子化合物 环状配体组成的主客体体系 有序的分子聚集体 超分子 超分子的大致分类 超分子的应用 根据超分子自组装原则，使用分子间的相互作用力作为工具，把具有特定的结构和功能的组分或建筑模块按照一定的方式组装成新的超分子化合物。 如果人们能够很好的控制超分子自组装过程，就可以按照预期目标更简单、更可靠的得到具有特定结构和功能的化合物。它不仅在材料科学、信息科学，而且在生命科学中均具有重要的理论意义和广阔的应用前景。 超分子自组装法制备氮化碳聚合物 Thomas 等通过将等摩尔比的三聚氰胺和三聚氰酸溶解在二甲基亚砜溶剂中进行自组装形成超分子再分离出来, 得到具有叠层堆垛的花球形貌超分子组装体,进一步焙烧热聚合成氮化碳纳米材料 信息来源：Jun Y S, Lee E Z, Wang X C, et al. Advanced Functional Materials [J], 2013, 23 （29）： 3661-3667 信息来源：Jun Y S, Lee E Z, Wang X C, et al. Advanced Functional Materials [J], 2013, 23 （29）： 3661-3667 超分子自组装法制备氮化碳聚合物 超分子自组装合成方法在很大程度上受到溶剂种类、组装时间、超分子表面能、焙烧温度和时间的影响。 Shalom 等详细研究了溶剂和热聚合温度等因素对三聚氰胺-三聚氰酸超分子和氮化碳的形貌织构的作用。 当采用水和氯仿作为溶剂时, 分别得到的是棒状形貌和针状结构，而当采用乙醇作为溶剂时, 得到的是规则的薄饼状三聚氰胺-三聚氰酸超分子。在焙烧后, 原先的薄饼状形貌转变成了空心形貌。延长焙烧时间能够使空心纳米结构生长得更均匀完整。 超分子自组装法制备氮化碳聚合物 信息来源：Shalom M, Inal S, Fettkenhauer C, et al. Journal of the American Chemical Society [J], 2013, 135 （19）： 7118-7121. 信息来源：Shalom M, Inal S, Fettkenhauer C, et al. Journal of the American Chemical Society [J], 2013, 135 （19）： 7118-7121. 右图来源于自己拍摄 超分子自组装法制备氮化碳聚合物 a、三聚氰胺-三聚氰酸组装体的SEM图；b、三聚氰酸-三聚氰胺组装体在550 ℃ 氮气气氛中焙烧12 h 后的SEM 照片 直接煅烧三聚氰胺得到的氮化碳TEM图 超分子在生命科学中的应用 Enzyme-responsive, amphiphilic self-assembly represents one of the increasingly significant topics in biomaterials research and f