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有序的有機薄膜、膜組織及膜器件的研究一直是人們關(guān)注的重點。有序膜不僅容易表征，結(jié)構(gòu)與功能容易調(diào)節(jié)，而且在不同體系中，特別是生物或仿生體系中表現(xiàn)出如輸運、分離、控釋及開關(guān)等獨特功能。

迄今為止有兩個模型體系可作為研發(fā)的參照或起點：一是LB 膜；一是層層組裝膜。這兩者有共同特點，均是在固體基片上，從液相（溶液或懸浮液）中靠分子間作用力多次重復浸潤- 拉出工藝（相當于層層沉積），可在基片上覆蓋（制得）幾層或多層有序薄膜。

其中，層層組裝制備過程更簡單，適用基材廣，并可通過多種組裝基元和多種超分子組裝的驅(qū)動力等參數(shù)的調(diào)控和組合，衍生出眾多的超分子組裝結(jié)構(gòu)（如微納有序結(jié)構(gòu)，多元仿生結(jié)構(gòu)）和功能（如自修復，自愈合功能）的調(diào)控方法， 因此發(fā)展成為最有潛力的界面可控制備、修飾技術(shù)和各種多層復合膜產(chǎn)品制備技術(shù)。

我們在2003 年出版了一本超分子層狀結(jié)構(gòu)的專著，討論了層層組裝結(jié)構(gòu)與功能的方方面面。十多年來層層組裝及組裝體的研究有了長足進展，并開啟了實用化進程，生物醫(yī)用材料方面的研發(fā)或許是走向?qū)嵱没^程的突破口與有效的通道。

十多年來我們對層層組裝膜有了一些新的理解與認識：

▌ 層層組裝膜是超分子組裝體中最簡單的體系，可以用各種超分子作用進行組裝，新的作用力與組裝方式層出不窮，因此新的超分子結(jié)構(gòu)也層出不窮，值得關(guān)注。

▌ 在各種超分子力中，靜電作用力是一種各向同性的較強的作用力，以靜電力為主的組裝體系中，離子強度及pH 極大地影響作用基團的解離與締合平衡，在接近中性的條件下，在層間啟動分子擴散機制，強烈影響層狀結(jié)構(gòu)與組裝過程，從而使層狀膜與組裝具有動態(tài)性質(zhì)，表現(xiàn)在組裝過程呈現(xiàn)出指數(shù)增長的規(guī)律，層狀結(jié)構(gòu)厚度從納米過渡到微米，而平面均勻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為明顯的微納結(jié)構(gòu)，并可能帶來自愈合和自修復等動態(tài)功能。

▌ 傳統(tǒng)層層組裝從納米級層累積成有足夠強度、特定功能的微米級薄膜，需要幾十次反復的組裝技術(shù)。為實現(xiàn)功能膜的快速制備，以有機微粒、聚合物復合物為一個組分的厚膜技術(shù)應運而生，只需要幾次組裝就能達微米級的薄膜，從超薄膜到厚膜的進展可帶來多功能協(xié)調(diào)及緩釋等功能。

▌ 層層組裝在基底上進行，其最終產(chǎn)品是多層膜與基底的復合物，或形成特定基底的修飾層，有多方面的用途。若剝離基底制得無支持的或稱為自支持多層膜，可制成包括薄膜支架等多種形式的自支持多層功能膜，充分發(fā)揮多層膜的雙面功能，實現(xiàn)分離、傳感及其他功能等，層層組裝因此可望發(fā)展成新的功能膜制備技術(shù)。但層層組裝及其組裝體要走向?qū)嵱没€有待于進一步的研究與發(fā)展。

現(xiàn)代醫(yī)學及診療技術(shù)的發(fā)展，直接關(guān)系著人們疑難病癥的診治、生活品質(zhì)的提升、平均壽命的延長，直接帶動著新興學科及多學科的深度交叉與融合。重大的需求催生了巨大的商機，并已形成國際社會中重要的支柱產(chǎn)業(yè)。這些進展為生物醫(yī)學材料，尤其是超分子層狀結(jié)構(gòu)材料帶來了機遇與挑戰(zhàn)。

發(fā)揮超分子層狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，關(guān)注材料中多相復合體系的特征，有兩個問題值得關(guān)注：

▌ 生物醫(yī)學功能的主體是生命體，與生命活動規(guī)律緊緊相聯(lián)系的細胞生物學告訴我們，生命活動規(guī)律主要應該從細胞本身去探索。生物醫(yī)學材料體系中引入細胞、干細胞及其賴以生存的環(huán)境如活化因子、信號系統(tǒng)等，有利于組織或器官修復、再生及新的替代物的重構(gòu)。

▌ 生物醫(yī)學功能要有載體，簡而言之就是界面或表面。界面承載著細胞的黏附、遷移、活化、分化及代謝等功能，成為細胞誘導再生的界面；界面也承載著抗菌、抗凝血、緩釋傳遞和識別等功能，可作為多功能界面及診療一體化芯片；界面還可作為有機材料與無機材料的接口、有生命特征的材料與無生命特征的材料接口、各種復合技術(shù)的接口。當然，基于生命體的復雜性，將層層組裝與細胞生物技術(shù)、界面、支架技術(shù)進一步整合起來，建立面對特殊功能及組裝體的復合技術(shù)研發(fā)工作，還有很長的路要走。

《超分子層狀結(jié)構(gòu)——界面及生物醫(yī)學功能》一書凝聚了過去十多年以來吉林大學超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室多位研究者的工作積累，以及浙江大學生物醫(yī)用大分子研究所多位研究者對層層組裝在生物醫(yī)用領域的應用探索成果。

北京：科學出版社，2016.5

ISBN 978-7-03-047806-1

編著方式釆用分章節(jié)多人執(zhí)筆的模式，以執(zhí)筆者為代表的導師與研究生的研究成果為主，兼收同時期本領域各家之精華。并請浙江大學生物醫(yī)用大分子研究所的計劍教授作為總聯(lián)系人，對全書進行校正。

▌ 第1 章　層層組裝及動態(tài)特征 / 計 劍　沈家驄

▌ 第2 章　快速組裝與厚膜技術(shù) / 孫俊奇　陳棟棟　張健夫

▌ 第3 章　有序及圖案化高分子復合膜 / 武雨昕　沈淮中　楊柏

▌ 第4 章　單分子力譜與超分子結(jié)構(gòu) / 宋宇　張文科

▌ 第5 章　層層組裝與藥物控釋 / 常皓　計劍

▌ 第6 章　多層膜理化性質(zhì)調(diào)控及細胞響應 / 毛崢偉　高長有

▌ 第7 章　層層組裝：細胞和組織再生微環(huán)境仿生構(gòu)筑的新手段 / 任科峰　計劍

▌ 第8 章　層層組裝與血管再生 / 計劍

▌ 第9 章　層層組裝微膠囊的制備及其生物醫(yī)學應用 / 仝維鋆　高長有

本書可供從事化學、生物醫(yī)學材料、醫(yī)學及轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究工作者與研究生參考，敬請國內(nèi)外同行賜教。

沈家驄

2015 年12 月于浙江大學

人物介紹：

　沈家驄，高分子化學家 1931年9月3日生于浙江紹興。1952年畢業(yè)于浙江大學化學系。吉林大學教授，浙江大學教授，兼任浙江大學材料與化工學院院長。曾任吉林大學副校長等職。1991年當選為中國科學院學部委員(院士)。
　　主要從事高分子化學與聚合反應動力學，超分子化學與層狀膜組裝的研究，運用模型與概率函數(shù)建立了聚合反應機理與分子量分布的定量關(guān)系共聚物的鏈段結(jié)構(gòu)與反應機理的關(guān)系等反應統(tǒng)計理論用順磁共振研究本體聚合中自由基活性的變化，提出了擴散模型。20世紀80年代末，從事超分子化學的研究，應用分子間的弱作用力，如靜電作用力、氫鍵、配位鍵等構(gòu)建有明確界面的層狀功能膜，表面圖案化與納米微粒開展光電信息材料與器件的研究研究有機、高分子與細胞的界面結(jié)構(gòu)用于生物醫(yī)用材料研究基于識別的抗氧化硒酶及其模擬物等。于1998年、2001年與2004年主持三屆超分子國際香山會議以推動國內(nèi)超分子化學的發(fā)展。專著有《聚合反應微觀動力學》、《超分子層狀結(jié)構(gòu)》等。曾獲1989年、2004年國家自然科學獎二等獎各一項，并獲發(fā)明專利10余項。

參考資料

【1】微信公眾號科學出版社（ID：sciencepress-cspm），沈家驄：十多年來我們對超分子層狀結(jié)構(gòu)的新認識，https://mp.weixin.qq.com/s/ZaqgQBasZuiXoIOs8c1LQw