小分子自組裝還可以發NatureNanotechnology!

　　背景介紹

　　小分子自組裝是一種制備高比表面積納米結構的方法，具有精確的分子結構。然而，小分子自組裝由于分子交換、遷移和重排等動態不穩定性，容易在干燥后解離而不穩定，所以這些結構是脆弱的。

　　本文亮點

　　● 本文報道了一個小分子平臺（芳綸兩親性體），通過在分子結構中加入仿凱夫拉(Kevlar-inspired)的結構域，來克服這些動態不穩定性。

　　● 芳綸兩親性體之間強烈的各向異性相互作用抑制了分子交換，并在水中引發自組裝，形成長度可達20微米的納米帶。單個納米帶的楊氏模量為1.7 GPa，拉伸強度為1.9 GPa。

　　● 通過水溶液剪切排列過程，芳綸兩親性納米帶可形成任意長的柔性線，干燥時可支撐其重量的200倍。

　　● 這種自下而上的宏觀材料研究方法，有利于自組裝納米材料實現固態應用。

　　圖文解析

　　本文展示了一個分子設計motif，將芳香族化合物作為兩親性小分子的結構域。芳綸兩親體(AAs)包含的酰胺被埋在納米結構的疏水性內部，在加水后自組裝形成納米帶。

　　AAs通過三方面提高力學性能：(1)氫鍵密度高，每個分子有6個氫鍵；(2)每個氫鍵網絡內的in-register組織和形成層間ππ堆積的能力；(3)加入兩親性基團，實現了最小的空間堆積應變和扭轉，以最小化氫鍵距離。

　　因此，這些納米帶在保持其結構的同時，可用于排列和從水中去除，以獲得宏觀的、空氣穩定的螺紋。