導(dǎo)讀

近日，華東理工大學(xué)材料學(xué)院林嘉平教授、蔡春華教授團(tuán)隊(duì)在聚合物納米環(huán)結(jié)構(gòu)調(diào)控領(lǐng)域取得新進(jìn)展，首次制備得到聚合物三角形納米環(huán)。相關(guān)成果以“Triangular Nanotoroids Self-Assembled from Polypeptide Homopolymers: The Formation Route and Mechanisms”發(fā)表于

Angewandte Chemie International Edition

納米環(huán)在自然界普遍存在，因其獨(dú)特的幾何結(jié)構(gòu)，可作為納米反應(yīng)器、功能結(jié)構(gòu)的模板等。自然界中存在的納米環(huán)往往以非圓形結(jié)構(gòu)的形式存在，如DNA的“8”字形結(jié)構(gòu)、肌動(dòng)蛋白的多邊形環(huán)等。聚合物自組裝是制備納米環(huán)的有效方法。然而，目前通過(guò)聚合物自組裝獲得的納米環(huán)大多為圓形，非圓形（如多邊形等）納米環(huán)的制備及其形成機(jī)制的研究仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。

針對(duì)這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)聚肽均聚物聚(γ-芐基-L-谷氨酸酯)（PBLG）的溶液自組裝制備得到了三角形納米環(huán)。通過(guò)三角形納米環(huán)邊長(zhǎng)和角度的統(tǒng)計(jì)，其近似于一個(gè)等邊三角形。三角形納米環(huán)并非平面結(jié)構(gòu)，其邊的高度變化表明了該結(jié)構(gòu)具有右手手性。三角形納米環(huán)的手性與PBLG聚合物的手性特性有關(guān)。在類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)條件下，PBDG（PBLG的對(duì)映體）可以形成具有左手性的三角形納米環(huán)。

三角形納米環(huán)的形成過(guò)程包含三個(gè)步驟：首先，將PBLG均聚物溶解在二氧六環(huán)/N，N-二甲基甲酰胺的混合溶劑中，隨后加入選擇性溶劑水。在低加水量下，PBLG均聚物組裝成納米纖維；隨著水量增加，纖維纏繞形成圓形納米環(huán)；當(dāng)水量進(jìn)一步增加時(shí)，圓形納米環(huán)彎曲、折疊，依次形成馬鞍狀納米環(huán)、V形納米環(huán)，最終形成三角形納米環(huán)。另外，該三角形納米環(huán)在溶液中能穩(wěn)定存在，且其形成過(guò)程可逆，通過(guò)調(diào)節(jié)溶劑和水的比例可實(shí)現(xiàn)圓形納米環(huán)與三角形納米環(huán)之間的可逆轉(zhuǎn)變。該工作首次制備得到聚合物三角形納米環(huán)，并提出了一種通過(guò)內(nèi)應(yīng)力來(lái)調(diào)控聚合物納米環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方法。

圖片說(shuō)明：三角形納米環(huán)的制備方法及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

論文第一作者是華東理工大學(xué)博士生杜悅，通訊作者為林嘉平教授、蔡春華教授。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人計(jì)劃的支持。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202508525

來(lái)源：華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院