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  2005年科學(xué)家們提出21世紀(jì)亟待解決的25個(gè)重大科學(xué)問(wèn)題中，唯一的化學(xué)問(wèn)題是“我們能夠推動(dòng)化學(xué)自組裝走多遠(yuǎn)”，這反映出分子自組裝研究的重大意義。那么，十多年來(lái)，全世界各國(guó)科學(xué)家們的研究進(jìn)展如何呢？

  2016年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué)Jean-Pierre Sauvage、美國(guó)西北大學(xué)J. Fraser Stoddart以及荷蘭格羅寧根大學(xué)Bernard L. Feringa，以獎(jiǎng)勵(lì)他們“在分子機(jī)器的設(shè)計(jì)和合成”方面的貢獻(xiàn)，這一獎(jiǎng)項(xiàng)再次肯定了超分子在化學(xué)中的重要地位。

  近日，杭州師范大學(xué)尹守春教授承擔(dān)的浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“通過(guò)主客體和金屬配位相互作用的正交自組裝構(gòu)建和調(diào)控?zé)晒獬肿泳酆衔锼z”通過(guò)了結(jié)題驗(yàn)收。

  尹守春教授告訴記者，當(dāng)某種物質(zhì)經(jīng)一定波長(zhǎng)入射光照射時(shí)，吸收光能后激發(fā)進(jìn)入激發(fā)態(tài)，然后從激發(fā)態(tài)立即退回基態(tài)并發(fā)出比入射光波長(zhǎng)長(zhǎng)的發(fā)射光，此發(fā)射光被稱之為熒光。自1560年B. Sahagún第一次觀察到熒光以來(lái)，熒光已被廣泛應(yīng)用于照明、生物檢測(cè)、化學(xué)傳感器、寶石學(xué)等領(lǐng)域。如果將熒光引入到超分子聚合物中，制備新型的熒光超分子聚合物以賦予超分子聚合物新的功能，從而拓展超分子聚合物應(yīng)用范圍，這對(duì)超分子聚合物的發(fā)展具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

  尹守春教授長(zhǎng)期致力于超分子聚合物功能化的研究,利用主客體和金屬配位兩種非共價(jià)鍵的正交自組裝將具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)的有機(jī)熒光分子與超分子聚合物材料結(jié)合起來(lái)，制備一類(lèi)新型的具有多重刺激響應(yīng)性、自修復(fù)性能和強(qiáng)發(fā)光性能的超分子聚合物。

主要工作包括：

• 首先，具有多重刺激響應(yīng)性的強(qiáng)發(fā)光超分子聚合物水凝膠的制備與性能研究。

• 第二，基于金屬配位和主客體相互作用分級(jí)自組裝構(gòu)筑熒光超分子凝膠。

• 第三，基于正交相互作用構(gòu)建熒光超分子聚合物及其應(yīng)用于多重?zé)晒鈧鞲衅鳌?

• 第四，以金屬籠為核的熒光超分子聚合物凝膠的制備及其性能研究。

  這類(lèi)熒光超分子聚合物有望在多重?zé)晒鈧鞲衅骱托滦投囗憫?yīng)性智能材料等方面具有很好的應(yīng)用前景。

  比如，尹守春教授、西安交通大學(xué)張明明教授和美國(guó)猶他大學(xué)Peter J. Stang教授報(bào)道了一種多功能的以金屬籠狀化合物為核的超分子凝膠，該凝膠除了具有超分子凝膠的刺激響應(yīng)性和自修復(fù)性能以外，還擁有金屬籠狀化合物的引入帶來(lái)的熒光以及更加剛性的特點(diǎn)，這一研究為利用超分子凝膠來(lái)構(gòu)筑動(dòng)態(tài)而又有一定穩(wěn)定性的智能材料提供了一種新的思路，相關(guān)的研究成果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》。

  在浙江省自然科學(xué)基金的支持下，尹守春教授和他的研究團(tuán)隊(duì)圍繞新型熒光超分子聚合物的制備及性能方面研究開(kāi)展了系列工作，制備的這類(lèi)熒光超分子聚合物有望在多重?zé)晒鈧鞲衅骱托滦投囗憫?yīng)性智能材料等方面具有很好的應(yīng)用前景。這些系列工作的開(kāi)展，培養(yǎng)了6名碩士生，其中張靜同學(xué)的碩士論文獲得2017年浙江省碩士?jī)?yōu)秀畢業(yè)論文提名獎(jiǎng)；2017年12月，項(xiàng)目組成員何田由實(shí)驗(yàn)師晉升為高級(jí)實(shí)驗(yàn)師；發(fā)表SCI收錄學(xué)術(shù)論文13篇，其中包括PNAS一篇和JACS三篇；應(yīng)邀在Polymer Chemistry雜志上發(fā)表具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光性能的熒光超分子聚合物綜述。

相關(guān)論文鏈接：

1.Mingming Zhang, Shouchun Yin,* Jing Zhang, Zhixuan Zhou, Manik Lal Saha, Chenjie Lu, Peter J. Stang,* Metallacycle-cored supramolecular assemblies with tunable fluorescence including white-light emission, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2017, 114, 3044?3049, https://www.pnas.org/content/114/12/3044.

2.Luonan Xu, Xi Shen, Zhixuan Zhou, Tian He, Jinjin Zhang, Huayu Qiu, Manik Lal Saha, Shouchun Yin,* Peter J. Stang,* Metallacycle-cored supramolecular polymers: fluorescence tuning by variation of substituents, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 16920?16924, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10842.

3.Chenjie Lu,+ Mingming Zhang,+,* Danting Tang, Xuzhou Yan, ZeYuan Zhang, Zhixuan Zhou, Bo Song, Heng Wang, Xiaopeng Li, Shouchun Yin,* Hajar Sepehrpour, Peter J. Stang,* Fluorescent metallacage-core supramolecular polymer gel formed by orthogonal metal coordination and host-guest interactions, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 7674?7680, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b03781.

4.Mingming Zhang,* Manik Lal Saha,* Ming Wang, Zhixuan Zhou, Bo Song, Chenjie Lu, Xuzhou Yan, Xiaopeng Li, Feihe Huang, Shouchun Yin,* Peter J. Stang,* Multicomponent platinum(II) cages with tunable emission and amino acid sensing, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5067?5074, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6b12536.

5.Bo Li,* Tian He, Yiqi Fan, Xinchao Yuan, Huayu Qiu, Shouchun Yin,* Recent developments in the construction of metallacycle/metallacage-cored supramolecular polymers via hierarchical self-assembly, Chem. Commun. 2019, 55, 8036–8059,

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cc/c9cc02472g#!divAbstract.