
近期,我校材料学院林嘉平教授团队在手性环状纳米结构的制备上取得了新发现。研究发现,聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)(PBLG)均聚物与聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-嵌段-聚乙二醇(PBLG-b-PEG)嵌段共聚物二元体系在溶液中自组装形成尺寸均匀、手性可控的螺旋环状多级纳米结构。通过调控嵌段共聚物与均聚物的共混比例,发现环状结构是由均聚物组装形成的。进一步的研究表明,该手性环的形成是一个连续的两步自组装过程:首先聚肽均聚物自组装形成均匀的环状结构,然后嵌段共聚物在均聚物环上自组装形成具有手性螺旋的表面纳米结构。值得注意的是,PBLG-b-PEG/PBLG体系自组装形成的手性环表面的螺旋都是右旋手性的(图a)。使用具有相反手性聚肽嵌段的PBDG-b-PEG进行自组装,也可以得到手性环,但是表面螺纹都是左旋手性的(图b);而如果将PBDG-b-PEG和PBLG-b-PEG两种嵌段共聚物与PBLG均聚物共混自组装则可以得到无手性的、具有算珠状表面的环状组装体(图c)。研究工作首次报道了在纳米尺度构筑具有手性的环状多级结构,进一步加深了对曲面受限自组装,以及曲面手性调控规律的认识,并为构筑各类复杂多级纳米结构提供参考。

该工作由材料学院博士生徐鹏飞、青年教师高梁在蔡春华教授和林嘉平教授的指导下完成,相关工作以“Helical Toroids Self-Assembled from a Binary System of Polypeptide Homopolymer and Its Block Copolymer”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/anie.202004102),并已入选Hot Paper。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202004102