近日,山東大學膠體與界面化學教育部重點實驗室郝京誠教授團隊分別受邀在化學領域Chem. Rev.(2022,DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c01042,IF = 60.622,封面文章)、Acc. Chem. Res.(2022, 55, 1171-1182, IF = 22.384) 和Chem. Soc. Rev.(2022, 51, 3226-3242, IF = 54.564) 三大期刊發(fā)表了綜述性論文,對相關領域的團隊和國內外科學進展進行評述。郝京誠教授團隊近年來在Proc. Natl. Acad. Sci. USA(2020, 117, 9832-9839)、Angew. Chem. Int. Ed.(2021, 60, 21529-21535)、CCS Chem.(2021, 3, 2275-2287)、ACS Central Sci.(2021, 7, 1611-1621)、Macromolecules(2020, 52, 2430-2440)和Langmuir(Perspective, 2022, DOI: 10.1021/acs.langmuir.2c00271, 封面文章)發(fā)表了系列階段性研究成果,相關基礎研究成果牽引的高純度化學制劑的制備與純化技術已實現(xiàn)了產業(yè)化示范,產生了良好的社會經濟效益。
近年來,金屬–多酚膠體組裝材料發(fā)展迅速,已廣泛應用于化學、材料科學、生物醫(yī)學等領域。發(fā)表在Chem. Rev.期刊上題為“Metal Ion-Directed Functional Metal–Phenolic Materials”的綜述文章闡述了堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、貴金屬離子、類金屬與多酚類化合物之間的陽離子–π作用、配位作用、氧化還原作用和動態(tài)共價鍵四種相互作用力(圖1)。討論了相互作用力的協(xié)同機制、影響因素、表征技術,構建新穎功能組裝材料特點,以及在生物、催化、環(huán)境領域的應用,展望了金屬–多酚組裝材料領域的發(fā)展前景和面臨的挑戰(zhàn)。特別資助博士后耿慧敏為論文的第一作者,崔基煒教授、Frank Caruso教授(University of Melbourne)和郝京誠教授為論文的共同通訊作者。團隊利用高頻超聲技術結合芬頓反應,實現(xiàn)了一步法介導含芳香衍生物的羥基化組裝,構筑了金屬-多酚超分子功能涂層(Angew. Chem. Int. Ed.2021, 60, 21529)。
圖1. 陽離子–π作用、配位作用、氧化還原作用和動態(tài)共價鍵相互作用示意圖和元素周期表中可用于金屬-多酚組裝材料的元素
發(fā)表在Acc. Chem. Res.期刊上題為“Principles of Cation?π Interactions for Engineering Mussel-Inspired Functional Materials”的文章綜述了近十年以來陽離子–π相互作用推動的自組裝、組裝體的結構特點及其研究進展,闡述了表面力儀定量表征水溶液中陽離子–π相互作用的重要研究成果(圖2),描述了設計新型超分子組裝體的重要科學意義。特別資助博士后耿慧敏為論文的第一作者,崔基煒教授、曾宏波教授(Alberta University)和郝京誠教授為論文的共同通訊作者。
圖2. 基于陽離子–π相互作用的構筑基元、表征方法、影響因素和組裝結構
富勒烯C60作為一種高度對稱性和疏水性的全碳籠分子是理想的兩親分子構筑基元,在溶液中可自組裝構筑不同尺寸和維數的超分子結構材料。發(fā)表在Chem. Soc. Rev.期刊上題為“Self-Assembly of Fullerene C60-Based Amphiphiles in Solutions”的文章綜述了C60兩親分子在水溶液和非水溶液中的自組裝行為(圖3),圍繞表面所修飾功能基團、形成不同超分子結構的維度兩個方面,歸納了C60兩親分子的種類(親水-親脂、親脂-疏脂、形狀兩親分子)、自組裝特性,并與表面活性劑組裝材料進行對比,對該領域的發(fā)展前景進行展望。2019級碩士研究生李金芮為論文的第一作者,李洪光教授和郝京誠教授為論文的共同通訊作者。
圖3. 富勒烯兩親分子的設計與組裝
相關研究得到了科技部膠體與界面化學創(chuàng)新引智基地、國家自然科學基金重點和面上項目、山東省自然科學基金重大基礎研究項目和山東大學攀登計劃等項目的支持。
郝京誠教授團隊在發(fā)表系列研究成果的同時,也獲得了膠體與界面科學在國際學術屆的高度認可。2020年以來,郝京誠教授作為會議主席組織國際學術會議4次,目前擔任Langmuir期刊Senior Editor以及十余家國內外期刊的編委;2022年兩次受邀在國際膠體與界面科學領域學術會議作大會報告(Plenary Lectures: 23rdInternational Symposium on Surfactants in Solution, Lublin, Poland, September 11-15, 2022 (SIS 2022); 9thAsian Conference on Colloid and Interface Science, Hong Kong, December 4-7, 2022 (ACCIS 2022)),極大提升了山東大學膠體與界面科學在國際學術界的影響力和話語權。
論文和大會鏈接:
Chem. Rev.:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.1c01042
Acc. Chem. Res.:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.2c00068
Chem. Soc. Rev.:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/CS/D1CS00958C
SIS2022:https://www.sis2022.umcs.eu
ACCIS2022:https://accis.chem.cuhk.edu.hk
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