漁網(wǎng)、籃子、圍巾等司空見慣的編制物件通常含有兩條相互交錯的軸（經(jīng)軸和緯軸），為了模仿這種兩軸編織結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們一般需要使用金屬配位作為模板在交織點處進(jìn)行設(shè)計。這種設(shè)計非常具有挑戰(zhàn)性，因為在分子尺度下，沒有與宏觀編織相對應(yīng)的“穿針引線”工具。兩軸編織尚且如此困難，更不用說三軸編織了。不過，科學(xué)家們顯然更喜歡挑戰(zhàn)困難。近日，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zürich）的Helma Wennemers教授（點擊查看介紹）團(tuán)隊在Nature Chemistry 上報道了一種自組裝有機(jī)三軸超分子編織結(jié)構(gòu)，三條軸之間完全由非共價鍵作用連接。
首先，單體是由剛性的低聚脯氨酸（27 ?）和兩個相距18 ?的茈單酰亞胺組成。其中茈單酰亞胺的π-π堆積形成如圖2右所示的雙層超分子線，超分子線之間的空隙（void）為多條超分子線進(jìn)一步構(gòu)筑更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提供了可能。
作者進(jìn)一步將三條超分子線通過CH-π 作用組裝在一起，形成如圖3所示的三軸超分子編織結(jié)構(gòu)，每條分子線之間的夾角為60?。作者在文中還使用了多種手段進(jìn)行表征，該結(jié)構(gòu)之間存在著均勻的六邊形孔道（5.5 nm），并且孔道之間還可以容納Ir納米粒子，從而形成含有Ir納米粒子摻雜的功能材料。
加州伯克利大學(xué)Omar Yaghi教授高度評價該項工作，“這種分子編織方法和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都非常優(yōu)美”。他自己的團(tuán)隊去年在Science 上報道了第一個分子編織材料，并被選為封面文章（Science, 2016, 351, 365-369，點擊閱讀詳細(xì)）。
西北大學(xué)的Samuel Stupp教授也對該項工作給予了充分的肯定，他覺得這種材料的潛在應(yīng)用與當(dāng)前很熱的MOF/COF材料類似，可以用于氣體存儲、分離、催化等等領(lǐng)域。并且這也是首次不使用金屬配位模板合成超分子編織結(jié)構(gòu)。
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