小分子自组装还可以发NatureNanotechnology!

　　背景介绍

　　小分子自组装是一种制备高比表面积纳米结构的方法，具有精确的分子结构。然而，小分子自组装由于分子交换、迁移和重排等动态不稳定性，容易在干燥后解离而不稳定，所以这些结构是脆弱的。

　　本文亮点

　　● 本文报道了一个小分子平台（芳纶两亲性体），通过在分子结构中加入仿凯夫拉(Kevlar-inspired)的结构域，来克服这些动态不稳定性。

　　● 芳纶两亲性体之间强烈的各向异性相互作用抑制了分子交换，并在水中引发自组装，形成长度可达20微米的纳米带。单个纳米带的杨氏模量为1.7 GPa，拉伸强度为1.9 GPa。

　　● 通过水溶液剪切排列过程，芳纶两亲性纳米带可形成任意长的柔性线，干燥时可支撑其重量的200倍。

　　● 这种自下而上的宏观材料研究方法，有利于自组装纳米材料实现固态应用。

　　图文解析

　　本文展示了一个分子设计motif，将芳香族化合物作为两亲性小分子的结构域。芳纶两亲体(AAs)包含的酰胺被埋在纳米结构的疏水性内部，在加水后自组装形成纳米带。

　　AAs通过三方面提高力学性能：(1)氢键密度高，每个分子有6个氢键；(2)每个氢键网络内的in-register组织和形成层间ππ堆积的能力；(3)加入两亲性基团，实现了最小的空间堆积应变和扭转，以最小化氢键距离。

　　因此，这些纳米带在保持其结构的同时，可用于排列和从水中去除，以获得宏观的、空气稳定的螺纹。