超分子材料

超分子化学的研究意义和超分子科学未来的发展前景主讲人：马民君余佳佳简介•超分子化学（supramolecularchemistry）是化学与生物学、物理学、材料科学、信息科学和环境科学等多门学科交叉构成的边缘科学，亦称主-客体化学(host-guestchemistry)。发展1967年，帕德森发现第一个冠醚冠醚Crownethers发展克拉姆对主客体化学及其络合物的研究发展莱恩发展简史•1987年诺贝尔化学奖授予C.JPedersen(佩德森)、J.MLehn(莱恩)、D.JCram(克来姆)三位化学家，以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作。简介•超分子化学的发展不仅与大环化学（冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、碳60等）的发展密切相连，而且与分子自组装（双分子膜、胶束、DNA双螺旋等）、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。到目前为止，尽管超分子化学还没有一个完整、精确的定义和范畴，但它的诞生和成长却是生机勃勃、充满活力的。定义•超分子化学是研究分子组装和分子间键的化学，超分子通常是指两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组装成复杂的，有组织的聚集体并且保持一定的完整性。意义•超分子化学研究的内容主要包括：分子识别，分为离子客体的受体和分子客体的受体；环糊精；生物有机体系和生物无机体系的超分子反应性及传输；固态超分子化学，分为晶体工程、二维和三维的无机网络；超分子化学中的物理方法；模板，自组装和自组织；超分子技术，分为分子器件和分子技术的应用。现代化学与18、19世纪的经典化学相比较，其显著特点是从宏观进入微观，从静态研究进入动态研究，从个别、细致研究发展到相互渗透、相互联系的研究，从分子内的原子排列发展到分子间的相互作用。从某种意义上讲，超分子化学淡化了有机化学、无机化学、生物化学和材料化学之间的界限，着重强调了具有特定结构和功能的超分子体系，将四大基础化学（有机化学、无机化学、分析化学和物理化学）有机地融合为一个整体，从而为分子器件、材料科学和生命科学的发展开辟了一条崭新的道路，且为21世纪化学发展提供了一个重要方向。•超分子化学并非高不可攀，有许多超分子结构似乎都可见我们的日常生活。例如，可以把轮烷（rotaxane）比为东方的算盘；C60类似于圆拱建筑；环糊精（cyclodextrins）和激光唱盘（CD）有同样的简称和信息存放功能；DNA双螺旋则与家喻户晓的早餐佐食麻花多少有点相似。以非共价键弱相互作用力键合起来的复杂有序且有特定功能的分子结合体——“超分子”是共价键分子化学的一次升华，被称为“超越分子概念的化学”，它不仅在材料科学、信息科学，而且在生命科学中均具有重要的理论意义和广阔的应用前景。