新研究实现结构化超分子水凝胶动态生长

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近日，华东理工大学教授郭旭虹团队提出了一种通过反应扩散控制动态超分子自组装的新策略，该工作发表于《德国应用化学》。

生命系统是一个复杂的非平衡态超分子组装系统，受此启发，人们在合成系统中将化学反应网络与超分子组装过程相耦合，探索如何利用化学反应实现超分子材料的动态生长。然而，目前已构筑的人工动态超分子组装系统缺乏对物质传递的调控，所制备的超分子材料在宏观尺度上缺乏结构特征，仍存在一定的挑战。

基于一类聚丙烯酸/无定型碳酸钙（PAA/ACC）超分子凝胶系统，研究团队设计了反应扩散介导的组装-解组装过程，实现了结构化超分子水凝胶的动态生长。在该体系中，通过简单控制组装前体的扩散和抑制剂的浓度，即可调控超分子水凝胶的宏观结构和寿命。 

反应扩散介导的动态结构化超分子水凝胶示意图

进一步地，研究人员团队构建了反应扩散的数学模型，揭示体系中化学反应、物质扩散和自组装的耦合机制。同时基于该水凝胶的动态结构化特性，研究人员展示了一种类脑动态信息存储系统的概念性应用，该存储系统具有良好的循环性，可在擦除后多次录入不同信息而不互相干扰。 

动态信息存储系统 图片均源于《德国应用化学》

相关论文信息：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202310162