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近期，山東大學(xué)膠體與界面化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、晶體材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和特種功能聚集體材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)在金屬離子限域組裝和表面活性劑凝膠凝聚態(tài)材料領(lǐng)域取得進(jìn)展。相關(guān)成果分別發(fā)表在 PNAS USA [2020， doi.:10.1073/pnas1919777117；Macromolecules 2020, 53, 2430-2440 (Cover Page)；Chem. Commun. 2020, 56, 3484-3487 (Front Cover Page)和Chem. Commun. 2020, 56, DOI: 10.1039/d0cc01727b]等國際學(xué)術(shù)期刊上，標(biāo)志著山東大學(xué)凝聚態(tài)功能材料領(lǐng)域的理論創(chuàng)新有新突破。

核酸是生命體內(nèi)的必須物質(zhì)，由于核酸堿基的生物相容性和降解性特點(diǎn)，成為凝聚態(tài)組裝功能材料的重要基元，組裝功能材料已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、納米技術(shù)和環(huán)境科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。對于核酸凝聚態(tài)組裝材料的機(jī)理與結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系的研究，既是膠體與界面化學(xué)的基本問題，又是超分子自組裝體系構(gòu)筑功能材料的創(chuàng)新理論基礎(chǔ)。發(fā)表在PNAS上的研究工作，在不同尺度上對金屬離子限域G-四連體的組裝行為提出了新的觀點(diǎn)，利用Frank-Oseen彈性能量和Rapini-Papoular各向異性表面能關(guān)系對向列相液晶液滴形成機(jī)理提出了合理的闡釋，同時(shí)對金屬離子配位G-四連體分體堆積方式、纖維形貌、向列相液晶液滴的可控構(gòu)筑，以及凝聚態(tài)材料的流變性能提供新的理解。

陰陽離子囊泡相是表面活性劑科學(xué)研究的熱點(diǎn)，相關(guān)的理論模型為理解Na+、K+離子跨細(xì)胞膜遷移的生命機(jī)制具有科學(xué)意義。DNA分子是雙層膜構(gòu)建最重要的生物分子基元，穩(wěn)定的無溶劑DNA熱致液晶凝聚態(tài)材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有最重要的應(yīng)用。發(fā)表在Chem. Commun.上的封面研究工作，構(gòu)建了帶正電荷囊泡與DNA通過靜電相互作用形成穩(wěn)定的DNA/表面活性劑熱致液晶雙層凝聚態(tài)材料，提出了一種新的DNA層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)筑途徑。小角度X-ray和流變行為測定揭示了DNA穩(wěn)定層狀結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理和流變學(xué)性質(zhì)。

構(gòu)建具有熒光特性的工程化水凝膠材料，是凝聚態(tài)材料近年來的前沿。發(fā)表在Macromolecules 上的封面研究工作，制備了具有近紅外光激發(fā)的上轉(zhuǎn)換材料，NaGdF4:Yb3+,Er3+@NaGdF4，在該材料表面涂層以聚多巴胺，以修飾有聚多巴胺的上轉(zhuǎn)換納米顆粒和羧甲基殼聚糖為單體，以氧化海藻酸鈉為交聯(lián)劑，通過動態(tài)共價(jià)席夫堿交聯(lián)制備了強(qiáng)機(jī)械、自修復(fù)、可注射的生物相容凝聚態(tài)凝膠材，利用上轉(zhuǎn)換優(yōu)異的熒光性質(zhì)進(jìn)行了可視化熒光跟蹤降解，在組織工程等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

相關(guān)的研究工作分別得到了國家自然科學(xué)基金委員會重點(diǎn)國際（地區(qū)）合作研究項(xiàng)目和山東省自然科學(xué)基金重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的支持。

文章鏈接：

https://doi.org/10.1073/pnas.1919777117

https://doi.org/10.1039/D0CC00980F

https://doi.org/10.1039/d0cc01727b

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.0c00072