超分子综述

超分子自组装获得的多种拓扑结构综述下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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生物超分子材料的材料化学合成和生物学应用生物超分子材料是一类自然界中广泛存在的具有高分子结构的生物大分子，如蛋白质、核酸、多糖等，它们具有自组装、自聚合、自组织的特性，可以形成各种形态的超分子结构，如膜状结构、纤维状结构、球形结构等。

这些超分子结构具有优异的力学性能、生物相容性、功能多样性等特性，在生物医学、生物传感、材料科学等领域具有广阔的应用前景。

本文从生物超分子材料的材料化学合成和生物学应用两个方面，对其进行综述。

一、生物超分子材料的材料化学合成生物超分子材料的合成从基础研究到应用研究，已经发展出许多的方法和策略。

其中，最常用的方法是自组装法和化学修饰法。

1. 自组装法自组装法是指将具有自组装性质的生物大分子在适宜条件下加以操作，使其形成超分子结构的方法。

自组装法无需使用复杂的合成方法，操作简便，成本低廉。

常用的自组装法有多种，如界面自组装、溶液自组装、凝胶自组装等。

界面自组装指的是在液/液、液/气、液/固界面上，利用生物大分子分子间相互作用力驱动生物大分子自组装形成超分子结构。

液/液界面自组装常采用的是油水两相体系，生物大分子主要存在于水相中。

比如利用水相中的胶原蛋白在油水两相界面上的自组装，可以形成气泡、囊泡等几何形状，具有良好的生物相容性和药物传递性能。

液/气、液/固界面自组装常采用Langmuir-Blodgett技术。

Langmuir-Blodgett技术的基本原理是通过降低表面活性剂的表面张力，控制分子在水/气或水/固界面的排列方式，在表面上形成有序膜，再将有序膜转移到固体基底上，以形成有序排列的超分子结构。

溶液自组装是指在溶液中，通过具有亲水性和亲疏水性的生物大分子之间相互作用力，而驱动生物大分子形成超分子结构。

溶液自组装往往涉及到共价键和非共价键的弱相互作用力，如氢键、范德华力、静电作用等，可以形成链状、球状、网状等复杂形态的超分子结构。

溶液自组装法适用的生物大分子种类较多，如蛋白质、核酸、多糖等，这些生物大分子的自组装行为可以受到pH值、离子强度、溶剂种类、温度等因素的引导，制备出具有不同形态、尺寸和结构的超分子材料。

超分子材料的制备和性能研究超分子材料是指由基本单元通过非共价键结合而成的自组装结构，具有高度有序性和特殊功能的化学材料。

近年来，超分子化学的研究和应用发展迅速，其应用涵盖了多个领域，包括分离纯化、光学传感、药物控释、催化反应、能量储存等等。

本文旨在介绍超分子材料的制备方法，并深入探讨其各方面的性能研究。

一、超分子材料的制备超分子材料的制备方法一般可以分为两种：自组装法和模板法。

其中自组装法包括有机单体自组装法、高分子自组装法和低分子自组装法等。

模板法则主要通过利用模板分子的特殊性质，来制备具有特殊形状或结构的超分子材料。

1.1 自组装法1.1.1 有机单体自组装法有机单体自组装法是指利用凝胶法、微乳液法、液晶体系法等方式，将单体在外界作用下自组装形成过渡级别或孔道结构，最终得到超分子材料。

其中，凝胶法是一种基于低分子有机凝胶体系的制备方法，它通过化学反应或物理交联形成弹性固体凝胶，可制备出具有宏观有序结构的超分子材料。

同时凝胶法还具有可控性、灵敏性以及复杂性等特点，因此在分子纳米材料的制备和应用中有着广泛的应用前景。

1.1.2 高分子自组装法高分子自组装法是指利用自主聚集作用形成多种有序结构及孔道结构的方法，包括相分离法、自组装共聚法、自聚合共混物法等。

可以制备出具有多样化、高度有序的超分子结构材料。

其中自组装共聚法是一种具有潜力的制备方法，可以快速制备出高质量、多成分的超分子材料。

1.1.3 低分子自组装法低分子自组装法是指利用分子间非共价作用形成自组装超分子结构材料的方法，其中包括晶体生长法、表面吸附法、溶液液滴法、薄膜修饰法等。

其中晶体生长法可以制备出具有高度有序孔道结构的超分子材料，可以广泛应用于分离和催化领域。

1.2 模板法模板法是指利用模板分子在聚集作用下形成超分子结构的方法，包括硅酸盐模板法、胶体晶体模板法等。

其中硅酸盐模板法是一种常用的制备方法，可以制备出具有重要应用前景的纳米级别多孔材料，如分离纯化和催化等。

超分子化学的分类、性质以及研究前景一、超分子的概述超分子化学由于与生命科学密切相关已成为一门新兴的化学学科，它是基于冠醚与穴状配体等太环配体的发展以及分子自组装的研究和有机半导体、导体的研究进展而迅速发展起来的。

Lehn给超分子化学起了这样一个定义：“超分子化学是超出单个分子以外的化学，它是有关超分子体系结构与功能的学科。

超分子体系是由两个或两个以上的分子通过分子间超分子作用联接起来具有一定结构和功能的实体或聚集体”。

超分子化学(Chemistry)是在分子和原子的水平上研究物质的性质、组成、结构及变化规律和其应用、制备，以及物质间相互作用关系的科学。

分子是保持物质性质的最小单位。

分子化学是基于原子间的价键，是共价键化学。

然而，分子并不是孤立存在的，而是处于分子问的相互作用中，如范德华(vander Waals)力(包括离子一偶极、偶极一偶极和偶极一诱导偶极相互作用)、静电力、疏水相互作用和氢键等，这些作用力统称为非共价键力。

这些非共价键力弱于共价键力，但是分子之间几种弱相互作用力协同作用的强度却不次于化学键，其在生命体系中起着非常重要的作用。

超分子化学(Supramolecular Chemistry)就是以非共价键弱相互作用力键合起来的复杂有序且具有特定功能的分子聚合体的化学。

可以说超分子化学是共价键分子化学的一次升华、一次质的超越，因此被称为是“超越分子概念的化学”。

打个形象的比喻，如果把超分子比作足球队的话，那么球队的每个成员就是一个分子，一个有组织的足球队的表现并不是单个球员表现的简单加和，而是作为一个有序的聚合体，具有远远超过单个成员简单加和的更特殊和更高级的功能。

超分子体系所具有的独特有序结构正是以其组分分子间非共价键若弱相互作用为基础的。

一般认为，超分子体系分子间的弱相互作用力主要指范德华力（包括静电力、诱导力、色散力和交换力）、氢键、堆砌作用力几种形式。

基于金属-有机配合物设计与合成具有特定结构和性质的新型配位聚合物及超分子化合物是晶体工程学的重要目标。

超分子聚合物功能材料文献综述超分子聚合物功能材料文献综述--关于荧光超分子聚合物的一些应用把单体结构组元之间由非共价键这种弱分子间相互作用组装而成的分子聚集体称为分子聚合物。

简单地说，在超分子聚合物中，单体是通过非共价键结合在一起的。

之所以将其称为超分子聚合物，一方面是因为这种聚集体中的长链或网络结构类似聚合物的结构；另一方面，时候因为弱分子间作用力赋予这种材料各种软性的类聚合物性能。

超分子聚合物根据共价键结合力的不同主要分为氢键超分子聚合物，配合物型超分子聚合物，π-π堆积超分子聚合物。

含有多种非共价键力的超分子则被称为混合型超分子聚合物。

超分子聚合物化学是超分子化学与高分子化学的交叉学科。

超分子聚合物的聚合度N ≈K×C^(1/2)，其中K为结合常数，C为单体浓度。

目前超分子聚合物的表征上还存在一定的困难，尤其是分子量的表征。

本文结合超分子聚合物的结构，主要阐述了荧光超分子聚合物的应用和制备及其性质。

一、超分子聚合物作为Pd2+荧光探针TPE（四苯基乙烯），是一种荧光发色团，当浓度增加或者在固态时，会发出荧光。

传统的有机荧光发色团在浓溶液和固态时不发光，而在稀溶液中发强光。

TPE的发光机制使其是很好的与超分子对接的荧光分子，这是由于超分子聚合物的形成只能在高浓度的形式下形成。

本文介绍了一种基于冠醚主客体相互作用机制形成的超分子聚合物。

由于TPE的荧光诱发机制，使得TPE呈现出更好的荧光发射特性。

有趣的是，当加入Pd2+后，其荧光强度骤减，因此可以利用这一特性来检测Pd2+。

总之，通过主客体的相互作用利用冠醚做基底，用TPE作为发色团，形成的线状荧光超分子聚合物。

超分子聚合物的从TPE基团获得的AIE的性质不仅出现在溶液中，同时也出现在固态中，而且都比在单体中高。

而且由于Pd2+和1,2,3三唑基的相互协调作用。

随着Pd2+的加入，荧光强度迅速减少。

这使得这种超分子聚合物可以作为Pd2+的荧光探针[1]。

导语：超分子化学是基于冠醚与穴状配体等大环配体的发展以及分子自组装的研究和有机半导体、导体的研究进展而迅速发展起来的，它包括分子识别、分子自组装、超分子催化、超分子器件及超分子材料等方面。

其中分子识别功能是其余超分子功能的基础。

超分子学科的应用主要是围绕它的主要功能－识别、催化和传输来进行开发研究。

目前超分子化学的理论和方法正发挥着越来越重要的作用，该学科的研究不仅与各化学分支相结合，又与物理学、信息学、材料科学和生命科学等紧密相关。

在与其他学科的交叉融合中，超分子化学已发展成了超分子科学。

超分子科学涉及的领域极其广泛，它不仅包括了传统的化学(如有机化学、分析化学等)，而且还涉及材料科学、信息科学和生命科学等学科。

由于超分子学科具有广阔的应用前景和重要的理论意义，超分子化学的研究近十多年来非常活跃。

发展：“超分子”一词早在20世纪30年代已经出现，但在科学界受到重视却是50年之后了。

超分子化学可定义为“超出分子的化学”，是关于若干化学物种通过分子间相互作用结合在一起所构成的，具有较高复杂性和一定组织性的整体的化学。

在这个整体中各组分还保持某些固有的物理和化学性质，同时又因彼此间的相互影响或扰动而表现出某些整体功能。

超分子体系的微观单元是由若干乃至许许多多个不同化合物的分子或离子或其他可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成。

聚集数可以确定或不确定，这与一分子中原子个数严格确定具有本质区别，把多个组分的基本微观单元聚集成“超分子”的凝聚力是一些(相对于共价键)较弱的作用力。

如范氏力(含氢键)、亲水或憎水作用等。

1967年，Charles Pedersen偶然发现了冠醚这种新型的大分子化合物，十几年后，一个崭新的化学领域——超分子化学终于诞生了。

进入90年代后，Surpramolecular Chemistry杂志的创立说明超分子化学作为化学学科的一个独立的分支，像高分子化学一样，已经得到世界各国化学家的普遍认同。

超分子化学论文（设计）超分子化学期末论文（设计）题目：超分子化学简介及应用学院: 化学与化工学院专业：材料化学班级：材化101班学号: 1 0 0 8 1 1 0 0 2 4学生姓名：朱清元指导教师：倪新龙2013年12月10日超分子化学论文（设计）贵州大学本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。

毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

特此声明。

论文（设计）作者签名： _________日期：__________目录摘要： (1)关键字： (1)Abstract: (1)Keywords: (1)第一章•前言 (1)第二章•超分子化学的理论基础 (2)第三章•超分子化合物的分类 (2)3.1杂多酸类超分子化合物 (2)3.2多胺类超分子化合物 (3)3.3卟啉类超分子化合物 (3)3.4树状超分子化合物 (3)3.5液晶类超分子化合物 (3)3.6酞菁类超分子化合物 (4)第四章•超分子化合物的特性 (4)4.1超分子的自组装 (4)4.2 超分子的自组织 (5)4.3 超分子的自复制 (5)第五章•超分子化学的应用 (6)5.1、在高科技涂料中的应用 (6)5.2、在手性药物识别中的应用 (6)5.3、在油田化学中的应用[1] (7)5. 4、超分子化合物作为分子器件方面的研究 (7)5. 5 超分子化合物在色谱和光谱上的应用 (7)5. 6 超分子催化及模拟酶的分析应用 (8)5. 7 在分析化学上的应用 (8)第六章•结语 (8)第七章•文献资料 (9)超分子化学简介及应用摘要：超分子化学是化学领域一个崭新的学科分支，本文综述了超分子理论基础分的有关内容、超分子化学的分类及超分子的应用前景，并指出了超分子化学对科学理论研究的重要意义和广阔的应用前景。

关键字：超分子化学分类应用领域Abstract: Supramolecular chemistry is a new field of chemistry discipli ne bran ch, the paper summarizes the releva nt contents of supramolecular theoretical basispo in ts, over the prospect of molecular classificati on and applicati on ofsupramolecular chemistry, supramolecular chemistry and poin ted out theimporta nee of a scie ntific theory sig ni fica nee and broad applicati on prospects.Keywords: supramolecular chemistry classification applications第一早•前言“超分子” 一词早在20世纪30年代已经出现，但在科学界受到重视却是50年之后了。

超分子物质的综述与前景展望超分子物质是一种新型的材料，拥有许多独特的性质和应用。

这种材料是由分子间的非共价相互作用所构成的结构。

相比于传统材料，超分子物质更加灵活多变，在许多领域都有着广泛的应用前景。

本文将对超分子物质与其应用进行综述，并对未来的发展做出展望。

一、超分子物质的概念和分类超分子物质是由形态、性质、功能各异的原子、离子或分子构成的非共价化合物，由分子间的相互作用形成的结构；其分子基元之间的相互作用包括电荷间作用、范德华作用、氢键作用、静电作用、配位作用等。

常见的超分子物质包括聚集态（Aggregate）、非共价网络（Non-covalent network）和超分子聚合物（Supramolecular polymer），其中聚集态是由分子间的范德华吸引力所形成的，非共价网络是由氢键等强的非共价相互作用所形成的，而超分子聚合物则是由诸如氢键、π－π堆积等弱的非共价相互作用所形成的。

二、超分子物质的应用领域1、医疗领域超分子材料无毒性、生物可降解性，并且具有丰富的结构特性，因此常被用于制备药物载体和生物医学材料，如聚合物、蛋白质、药物等。

此外，超分子材料还可以用于制备仿生材料，如组织工程、人工骨头等。

目前，研究人员已经成功地利用超分子材料制备了多种仿生组织，包括人工心瓣膜、人工角膜、人工血管等。

2、环境领域由于超分子物质具有极高的选择性和识别性，可以用于环境监测、污染治理、固废处理等领域。

例如，超分子材料可以作为吸附材料用于重金属离子和有机物的吸附，还可以用于制备新型的纳米复合吸附材料。

3、能源领域超分子材料在能源领域应用也十分广泛。

例如，制备新型光电材料用于太阳能电池、制备高效催化剂用于氢能等新能源技术的发展。

4、光电领域超分子材料具有极高的光学性能和电学性能，可以用于制备新型有机电子材料。

此外，超分子材料还可以用于制备新型的光学传感器、LED等光电器件。

三、超分子物质的未来发展目前，超分子物质的研究已经成为材料化学领域的热点之一。