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学术讲座:利用预组织和能量优化构建组装体精确结构
2019-09-17 08:09   审核人:

 

报告人简介:陈道勇,复旦大学特聘教授,国家杰出青年基金获得者(2008年);2011年入选“上海市优秀学科带头人”,获得国家自然科学二等奖及上海市自然科学一等奖各一项(第二获奖人);担任《Macromolecular Rapid Communications》、《化学通报》编委;主持国家自然科学基金委项目(包括重点、杰出青年基金、面上项目等)共9项;1991年和1994年在中国科技大学分别获理学硕士、博士学位。1994-1997年,南京大学化学化工学院博士后;1997年-2000年,南京理工大学博士后、副教授。2000年后,在复旦大学高分子科学系任副教授、教授、特聘教授。在Acc Chem Res、Prog Polym Sci、J Am Chem Soc、Angew Chem Int Ed、Macromolecules、ACS Macro Letters等SCI期刊上发表论文100余篇。

报告摘要:生命体善于通过自组装来构建复杂但精确的纳米结构,从而为生命系统的高效、高选择性的功能奠定基础。然而,构筑复杂但精确的自组装结构仍然是聚合物自组装领域所面临的挑战之一。最近,受生命体自组装的启发,我们发展了程序化的组装过程来构筑具有复杂但精确结构的聚合物组装体。首先,聚合物预组织成简单的纳米结构,使自组装的起始结构统一化。然后,通过控制体系的相互作用,使得能量最优化来引导结构的演化过程,使得组装体系从预组织的纳米结构演化到相对复杂但精确的纳米结构。例如,通过预组织嵌段共聚物成为具有惰性壳层和具有相互作用的核构成的聚合物胶束,在控制条件下,单分散的DNA链和胶束之间的络合作用导致单分散的串珠状结构,这是DNA/硬球络合体系中的能量最优化结构。然后,胶束形变所导致的进一步的能量优化引导串珠状结构的演化,组装体由较长的单分散串珠结构演化成为较短但也为单分散的串珠结构,最终形成单分散的核壳结构纳米线;在纳米线中,DNA链采用螺线管构象包裹在核壳结构的界面上,从而将DNA的精确序列结构印刻到纳米线核的表面,赋予该表面结构近乎基团水平的精确性。我们还证明了通过预组织和能量优化,可以获得纯净的单链Janus粒子,可以实现了在溶液中由ABC三嵌段(或AB两嵌段)共聚物向ABC三段(或AB两段)各向异性粒子的转化。

 

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