自组装手性聚苯胺纳米结构和超结构取得新进展

最近，国家纳米科学中心纳米器件研究室的魏志祥研究员等采用单一手性的导电聚苯胺分子作为组装单元，通过控制自组装体系中的溶剂环境，自组装制备了手性的聚苯胺纳米米粒，并将这些纳米米粒按不同的方式组装形成手性超结构。例如，纳米米粒肩并肩地排列能够形成六边形的片层超结构。研究表明，手性聚苯胺分子在纳米结构与超结构中有序堆积，堆积方式非常类似与蛋白质的β折叠。所不同的是，蛋白质β折叠的驱动力是氢键，而手性聚苯胺纳米结构与超结构主要源于π-π堆积相互作用。正是由于手性聚苯胺分子的有序堆积，六边形片层结构表现出各向异性的电学传输特性。该研究对控制组装制备其它功能纳米结构与超结构具有重要的借鉴意义。此结果发表在近期的《美国化学会志》上（J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12006–12012）

    手性纳米结构由于具有特殊的物理、化学性质，一直以来备受研究人员的关注。由单一手性的生物分子（如蛋白质和DNA）组装形成纳米结构和超结构近年来已经取得了很大进展。但是，从具有手性的光电功能分子出发，自组装制备单一手性的纳米结构仍然不是一件容易的任务，而将手性纳米结构按不同的方式自组装制备更高级次的超结构更是困难重重。

    另外，通过控制手性聚苯胺分子的结构，成功地自组装制备了支化的聚苯胺螺旋纳米纤维。研究表明，支化的聚苯胺螺旋纳米纤维中手性聚苯胺分子的堆积方式与纳米米粒以及超结构一致。此结果发表在近期的《欧洲化学》上（Chem. Eur. J. 2010, 16, 8626-8630）

    此工作得到了国家自然科学基金委、科技部、中国科学院的大力支持。