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无机材料学报 2021年第7期36卷 695-710页

作者：李华鑫陈俊勇肖洲乐弦余显波向军辉中国科学院大学材料科学与光电技术学院材料科学与光电技术中心北京101400

纳米材料在纳米尺度展现出的特殊性质,相较于宏观尺度材料表现出众多优异特性,在力学、声学、光学、磁学、电学、热学等各种领域具有良好的应用前景。纳米材料的仿生自组装技术模拟活体生命活动,使纳米材料基于非共价键的相互作用,自发... 详细信息

纳米材料在纳米尺度展现出的特殊性质,相较于宏观尺度材料表现出众多优异特性,在力学、声学、光学、磁学、电学、热学等各种领域具有良好的应用前景。纳米材料的仿生自组装技术模拟活体生命活动,使纳米材料基于非共价键的相互作用,自发形成稳定结构,现已成为制备纳米材料的主要方法之一。仿生自组装技术是"自上而下"方法中的重要技术手段,这种合成方式有望代替传统的"自上而下"加工技术,实现单个原子或分子在纳米尺度上构造特定结构和功能的器件。另外,仿生自组装技术虽然以化学过程为主,但又有物理过程,并且结合了"仿生学"的优点,具有定向构造纳米材料的特点,是众多交叉学科的热门研究手段。本文重点介绍了纳米材料在形貌和性能调控中不同的仿生自组装合成策略,包括屏蔽效应的位相选择自组装、双相界面协同效应的仿生自组装、场诱导定位效应的功能器件一体化制备、光诱导自组装以及羟基氢键驱动的分相自组装,总结了仿生自组装纳米材料的特性,归纳了自组装技术在传感器、表面拉曼散射、生物医疗等领域的应用,并对纳米材料仿生自组装技术的发展前景进行了展望。

关键词：纳米材料仿生自组装屏蔽效应双相界面场诱导综述

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不规则聚合物的分子自组装及其在生物膜形态仿生中的应用

不规则聚合物的分子自组装及其在生物膜形态仿生中的应用

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2005年全国高分子学术论文报告会

作者：周永丰颜德岳东川路800号上海交通大学化学化工学院，上海，200240

＜正＞本论文介绍了基于超支化聚合物的不规则（ill-defined）分子自组装行为,自组装得到了厘米长度、毫米直径的宏观多壁螺旋管,以及尺寸为5-200 μm的巨型聚合物囊泡,一方面证明不规则分子可以组装形成具有规则结构的自组装体,另一方... 详细信息

＜正＞本论文介绍了基于超支化聚合物的不规则（ill-defined）分子自组装行为,自组装得到了厘米长度、毫米直径的宏观多壁螺旋管,以及尺寸为5-200 μm的巨型聚合物囊泡,一方面证明不规则分子可以组装形成具有规则结构的自组装体,另一方面将分子自组装的研究领

关键词：仿生自组装不规则分子宏观自组装囊泡模型薄膜

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仿生星状体的构筑和定位行为

仿生星状体的构筑和定位行为

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中国化学会第十七届全国胶体与界面化学学术会议

作者：蒋凌翔暨南大学化学与材料学院

动物细胞中的微管星状体由中心体和径向排列的微管形成,它们作为弹性骨架以提供机械强度,并作为定位支架帮助不同细胞器进行精确定位。这种空间定位策略在生物中很常见,对于细胞器之间的关联和协同工作起重要作用,但是在合成领域尚没有... 详细信息

动物细胞中的微管星状体由中心体和径向排列的微管形成,它们作为弹性骨架以提供机械强度,并作为定位支架帮助不同细胞器进行精确定位。这种空间定位策略在生物中很常见,对于细胞器之间的关联和协同工作起重要作用,但是在合成领域尚没有类似的定位策略。我们在此报道一类仿生星状体,它们具备类似于生物星状体的形态,力学性质和定位能力。具体来说,一种双子两亲分子在水中自组装成具有无定形核心和发散生长的螺旋、晶性丝带的星状体。根据微纳颗粒的尺寸和表面性质,仿生星状体可以自发地将微纳颗粒定位在其核心中,或者沿径向丝带分布,或者分布在星状体外缘。仿生星状体的力学性质和细胞相似。我们进一步通过微纳操纵将单个星状体组装成高级结构。

关键词：仿生自组装星状体颗粒定位

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基于仿生原理构建手性无机纳米超结构

基于仿生原理构建手性无机纳米超结构

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中国化学会第七届全国分子手性学术研讨会

作者：周云龙中科院温州生物材料与工程研究所(筹)

在纳米尺度通过自组装的手段制备无机结构及相关功能的研究是科学界普遍关注的热点问题之一。其中,手性生物分子稳定的胶装"无机纳米晶"的手性光学活性得到了极大关注。目前对无机纳米晶组装体的研究通常是基于手性模板法诱导非手性纳... 详细信息

在纳米尺度通过自组装的手段制备无机结构及相关功能的研究是科学界普遍关注的热点问题之一。其中,手性生物分子稳定的胶装"无机纳米晶"的手性光学活性得到了极大关注。目前对无机纳米晶组装体的研究通常是基于手性模板法诱导非手性纳米晶组装,而通过调控手性生物分子稳定的无机纳米晶之间的弱相互作用力、从而构建手性无机纳米组装体的研究较少。鉴于手性无机纳米晶同生物大分子在结构和组装特性方面的诸多相似之处,本人近年来以合成手性无机纳米晶为出发点,在系统研究其光学性质、纳米尺度的无机结构、生物分子-无机纳米晶界面效应的基础上,运用氨基酸调控生物无机矿化组装的基本原理,开展了一系列的基于手性无机纳米晶构建手性无机纳米超结构的研究工作。通过调控手性半胱氨酸稳定的无机纳米晶基元之间的静电、偶极、疏水、氢键等弱相互作用,以自组装方法构建了结构可控的手性一维螺旋异质结构、螺旋纳米带、三维尺度的手性无机纳米超结构。并结合分子动力学等理论手段对手性纳米晶的组装过程进行了研究,为发展基于仿生组装为基础的构建手性纳米晶自组装体提供新的研究思路。

关键词：仿生自组装无机超结构手性

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配位辅助氨基酸自组装的结构演变过程及其机制研究

配位辅助氨基酸自组装的结构演变过程及其机制研究

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中国化学会第十六届胶体与界面化学会议

作者：袁成前宋静文邹千里闫学海中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室

分子自组装是生物体及自然界普遍存在的一种现象,人们已经通过仿生自组装的方法制备了大量高度有序的功能组装体[1]。由于分子自组装是一个跨越多个尺度,并伴随有大量瞬态中间体的动态物理化学过程,其结构演变规律和分子机制还远不为人... 详细信息

分子自组装是生物体及自然界普遍存在的一种现象,人们已经通过仿生自组装的方法制备了大量高度有序的功能组装体[1]。由于分子自组装是一个跨越多个尺度,并伴随有大量瞬态中间体的动态物理化学过程,其结构演变规律和分子机制还远不为人们所理解[2,3]。为此,我们选取结构简单、作用力明确、生物相容性好的改性氨基酸作为基本的组装单元,在金属离子配位作用的调控下,实现氨基酸分子间多种弱相作用（如静电、氢键、范德华和疏水作用等）的协同,从而实现氨基酸从单体到纳米球、纳米纤维直至凝胶的结构转变（Fig.1）。通过对组装过程进行多尺度、多阶段的原位表征和组装动力学分析,研究了结构演变过程的本质和规律;进一步地结合对组装过程的多尺度理论模拟,揭示了氨基酸自组装的分子机制。该研究结果不仅有利于深入认识仿生自组装过程的本质和规律,揭示组装过程与组装体结构之间的调控关系;而且可促进对生物体中多尺度分级结构的理解,为生命领域新材料的设计和合成提供新的思路和方法。

关键词：氨基酸仿生自组装配位作用组装过程分子间弱相互作用

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