基于主客体相互作用的微粒子形成的装配体的宏观形状

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环糊精衍生物
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2021年8月4日

基于主客体相互作用的微粒子形成的装配体的宏观形状

这几十年来,生物的宏观集合体激发了研究人员利用分子识别来开发智能材料。最近,基于分子识别的宏观自组装已经通过使用具有分子识别分子的毫米级水凝胶片实现。在对基于分子识别的宏观自组装的研究中,我们注意到组装的形状可能取决于主客体对。因此,在这项研究中,我们有动力去研究通过宿主-宿主相互作用形成的组装体的宏观形状。我们用β-环糊精(βCD)和金刚烷(Ad)残基修饰交联的聚丙烯酸钠微粒子,即超吸收聚合物(SAP)微粒子(βCD(x)-SAP和Ad(y)-SAP微粒子,其中x和y表示βCD和Ad残基的mol%含量)。然后,我们研究了βCD(x)-SAP和Ad(y)-SAP微粒子通过βCD与Ad残基的复合而产生的自组装行为。βCD(x)-SAP微粒子中的βCD含量在x=22.3和26.7之间有一个组装形成的阈值。这可能是因为,在较高的y下,早期形成的小团块即使在单个接触点碰撞时也能粘在一起,形成细长的聚合体,而在较小的y下,小团块只有在多个接触点碰撞时才粘在一起,形成相当圆的聚合体。在这些观察的基础上,由微粒子形成的集合体的形状可以通过改变y来控制。

βCD(x)-SAP和Ad(y)-SAP微粒子的制备。(a) βCD(x)-SAP和Ad(y)-SAP微粒子的合成方案。(b) 未修改的SAP(黑圈)、βCD(x)-SAP(黑方)和Ad(y)-SAP微粒子(红圈)的平均直径(Dav)与x或y的关系。(c) βCD(26.7)-SAP(无色)和Ad(15.1)-SAP微粒子(红色)的光学

Itami, T., Hashidzume, A., Kamon, Y. et al. The macroscopic shape of assemblies formed from microparticles based on host–guest interaction dependent on the guest content. Sci Rep 11, 6320 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-85816-z

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