李峻柏课题组在对离子调控制备氨基酸基玻璃方面取得新进展

    生物内源性分子自组装而成的生物材料在生物医药、绿色制造、可持续材料等领域发挥了重要作用。分子的组装方式直接影响材料的结构和性能。通过发展可控组装方法,精准控制分子组装过程,不仅有助于揭示"结构-功能"内在关联机制,更为新一代高性能生物材料的发展提供理论支撑。

在国家自然科学基金委和中国科学院的支持下,化学所胶体、界面与化学热力学实验室李峻柏课题组围绕短肽分子可控组装展开了系统性研究(Prog. Mater. Sci.2024142, 101240Chem20239, 2425-2445Chem. Soc. Rev.202352, 2688-2712Angew. Chem. Int. Ed.202261, e202207752),发展了热力学和动力学协同调控理论,在诱导短肽组装体对称性破缺(Angew. Chem. Int. Ed.202362, e202214184)、凝胶-晶体相转变(CCS Chem.20213, 8-16)、手性结构反转(Angew. Chem. Int. Ed.202362, e202314368Angew. Chem. Int. Ed.202160, 2099-2103)等方面取得了一系列进展。

最近,该课题组针对生物小分子在玻璃化过程中无序结构易失稳难题,创新性地提出了对离子共组装策略,通过构建氨基酸-对离子复合体系,利用分子间强氢键网络稳定无序结构,结合优化溶剂蒸发的动力学过程,有效克服了氨基酸分子强结晶倾向,可控地制备了氨基酸基生物玻璃。所得玻璃具有机械强度高、透光性能好、多色发光以及磷光寿命延长等性质,有潜力发展成为新一代生物集成光学元件。该工作为生物分子非晶态组装调控提供了新思路,有助于发展环境友好型功能玻璃。

相关成果近期发表于Angew. Chem. Int. Ed.,2024, e202422272,论文第一作者为博士毕业生李现宝,通讯作者为李峻柏研究员和中国科学院过程工程研究所李琦副研究员。

氨基酸基玻璃制备过程及光学性能表征

 

 

 

北京分子科学国家研究中心

2025421