论文部分内容阅读
化学合成与分子组装是最重要的两种创造新物质和制备新型功能材料的手段。化学合成历经两世纪已经发展出成熟的催化学科，而类似催化的高效调控手段在分子组装领域中还未引起关注。相比生命体系中精妙的组装体系，人为设计的分子组装在构建复杂功能材料和智能体系中的应用还远未达到预期。为此，以催化为灵感，我们提出用于调控和加速分子组装过程的“催组装”新思路，并给出其定义：催组剂是一类能够在不改变总吉布斯自由能变化的条件下加速组装的物质，这一被促进的过程称为催组装。催组装的英文可用“catassembly”来描述，包含了 催化“catalysis”的词根“cat-” 和 组装“assembly”。在小分子、生物分子、纳米粒子三个空间尺度上均存在催组装实例，由此可进一步阐述催组装及催组剂的特点。随着组装的复杂度提升，催组装方法在多层次组装过程中将越显重要。催组装还可以进一步向催化学习成熟的方法学，例如发展类似异相催化、光电催化的异相催组装、光电催组装。催组装与化学反应尤其是催化反应之间的结合将为复杂功能材料与体系的构建提供更多的途径。鉴于组装领域中的主要努力仍放在组装基元的设计和合成，我们强调催组装这一被忽略的高效高选择性方法以及催组剂的设计和应用，这将有望推动可控组装在创造新物质和制备新功能材料方面发挥更大作用。