微流控技术构筑多响应型Janus凝胶微球及其宏观自组装文献综述

 2021-12-23 20:35:58

全文总字数:2284字

文献综述

自组装技术,是指基本结构单元(分子,纳米材料,微米或更大尺度的物质)自发形成有序结构的一种技术,可以在各个尺度上实现三维结构的灵活组装,这也是与传统制造不同的地方。

在化学工程、材料化学、物理化学等多种学科领域具有重要研究和应用价值。

根据组装单元尺度不同,可将自组装技术分为:分子自组装、纳米自组装、介观自组装和宏观自组装。

传统自组装主要研究微观尺度下,即原子或分子间的自组装规律,基于原子、分子或分子聚集体间的相互作用(如:静电相互作用、主客体相互作用或氢键相互作用)将其组装为功能性结构单元。

然而,传统微观自组装采用原子或分子为结构单元,尺度跨越广,组装效率低,难以用于直接构筑宏观体相材料。

宏观自组装通常采用指的是10μm以上的材料作为构筑基元,以静电场[1-2]、磁场[3-7]、界面张力[8]以及毛细作用[21]等为外场作用力,通过构筑基元的分子设计或化学修饰,向其表面引入功能性官能团,基于官能团间的超分子作用力(如:氢键作用、金属离子-配体相互作用、主-客体作用、静电作用)直接将其组装为宏观有序结构[9-14],可大幅度缩短构筑基元与体相材料间的尺度跨越,实现体相材料的快速制备,是材料化学工程的重要研究课题之一。

在此领域,我国颜德岳院士团队率先采用不规则的超支化共聚物,通过自组装构筑厘米长度、毫米直径的多臂螺旋管,将分子自组装拓展到了宏观维度。

[15]日本大阪大学Harada教授团队研究了基于分子识别的宏观自组装规律,采用含主体分子(α-环糊精或β-环糊精)和客体分子(金刚烷基、正丁基、叔丁基)的聚丙烯酰胺凝胶。

通过主-客体分子间的相互识别,实现了主客体凝胶毫米到厘米级的宏观自组装。

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