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自組裝是超分子科學最關鍵的問題之一。自組裝是組裝基元通過分子間相互作用自發地形成有序結構的過程，是創造新物質和產生新功能的重要手段。

 

出席日前在京舉行的以“功能超分子體系：多層次的分子組裝體”為主題的第385次香山科學會議的中外專家指出，揭示自組裝的本質和規律是當前自組裝研究的迫切需求；盡管國內外自組裝的研究取得了較快發展，但依然有許多問題亟待研究。

 

 

自組裝研究的基本問題是揭示組裝基元間分子間相互作用的本質和協同規律，在此基礎上實現對自組裝過程的調控，并制備具有特定功能的自組裝體系。

 

法國路易斯巴斯德大學Jean-Marie Lehn教授應邀到會作了主題評述報告。他在報告中指出，可用于自組裝的構筑基元非常豐富，包括有機分子、合成高分子、生物大分子、離子、膠體粒子、超分子及聚合物等，涉及化學、物理、材料以及生命科學等諸多領域，被認為是解決材料、能源、健康與環境等當前人類發展面臨的主要挑戰的希望所在。由于自組裝的本質在于各種分子間的相互作用，因此自組裝材料具有可逆、自適性甚至自修復的特征，可在環境友好的條件下形成和循環；此外，利用自組裝形成的特殊超分子結構，再結合化學合成還可能制備常規化學合成無法實現的材料等。

 

發展新型的組裝基元，創造多種多樣的自組裝體系一直是自組裝研究的重點之一；它既可為理論研究提供模型，又可為功能研究提供相應的材料。從自組裝研究的歷史來看，每一種新的、功能獨特的組裝基元的出現和使用都推動著自組裝研究邁上一個新臺階。也正是基于這些組裝基元和組裝體系的研究，才導致分子識別、協同效應等概念的提出，并豐富自組裝研究的范疇。由于自組裝體一般在納米尺寸，因此自組裝也是制備納米結構和器件的重要手段；同時自組裝的構筑基元豐富多樣，不僅可以是合成有機小分子，還可以是無機分子、合成高分子、生物大分子、膠體顆粒及納米粒子等，甚至可以利用超分子聚集體作為基元進行高層次組裝。

 

與會專家認為，實現對自組裝過程的調控是當前自組裝研究的難點，也是自組裝發展的突破點。雖然從根本上實現對自組裝過程的調控是科學家們的夢想，但目前調控的策略與手段還相當匱乏，因此發展可控自組裝方法，對于實現自組裝體的功能至關重要。目前，我國科學家通過各種調節手段，如光、pH值、氧化還原、生物酶以及主客體相互作用等，已在超分子表面活性劑組裝行為研究方面取得進展。