Supramolekulární polymer - Supramolecular polymer - Wikipedia

Termín 'polymer „Označuje velké molekuly, jejichž struktura se skládá z více opakující se jednotky a předpona „supra“ znamená „za hranicemi“. Supramolekulární polymery jsou novou kategorií polymerů, které lze potenciálně použít pro materiálové aplikace nad rámec běžných polymerů. Podle definice jsou supramolekulární polymery polymerními poli monomerních jednotek, které jsou spojeny reverzibilními a vysoce směrovými sekundárními interakcemi - tj. nekovalentní vazby. Mezi tyto nekovalentní interakce patří van der Waals interakce, vodíkové vazby, π-π stohování, koordinace kovů, halogenová vazba, vazba chalkogenu a interakce host-host.[1] Směr a síla interakcí jsou přesně vyladěny tak, aby se pole molekul chovalo jako polymer (tj. Chová se způsobem, který lze popsat teoriemi fyziky polymerů) ve zředěném a koncentrovaném roztoku, stejně jako v většina.[2]

V běžných polymerech jsou monomerní jednotky spojeny silnými kovalentními vazbami a mají vynikající vlastnosti jako materiály; pro zpracování jsou však obvykle nutné vysoké teploty a tlaky v důsledku zapletení polymeru do vysoce viskózní taveniny. Supramolekulární polymery kombinují dobré vlastnosti materiálu s nízkoviskózní taveninou, se kterou se snadno manipuluje. Některé supramolekulární polymery mají navíc jedinečné vlastnosti,[3][4][5] jako je schopnost léčit se zlomeniny. I když je možné kovalentní polymery recyklovat, jejich silné kovalentní vazby se nikdy nerozpadají a negativně ovlivňují životní prostředí, protože plastové odpady. Supramolekulární polymery si tak získávají stále větší pozornost[6] z důvodu jejich potenciálu pro návrh responzivních, adaptivních, samoléčebných a ekologických materiálů.[7][8]

Dějiny

Monomerní motivy a typy interakcí používaných pro přípravu supramolekulárních polymerů

Moderní koncept polymerů připisovaných Hermann Staudinger, který v roce 1920 doložil existenci kovalentně vázaných ultrakrátkých molekul, které nazval makromolekuly. Preambule pole supramolekulárních polymerů lze považovat za agregáty barviv a komplexy host-host.[9] Na počátku 19. století si vědci pracující v oblasti pigmentů všimli určitých agregátů barviv, které se mohou tvořit „speciálním druhem polymerace“, avšak žádná teorie nebyla navržena. Po založení oboru supramolekulární chemie a po udělení Nobelovy ceny za chemii v roce 1987 Donald J. Cram, Jean-Marie Lehn, a Charles J. Pedersen, chemici začali navrhovat a studovat větší sestavené struktury z malých molekul. V roce 1988 Takuzo Aida, japonský polymerní chemik, popsal koncept kofacialního sestavení, kde amfifilní porfyrinové monomery jsou spojeny prostřednictvím van der Waalsovy interakce tvořící jednorozměrné architektury v roztoku, což lze považovat za prototyp supramolekulárních polymerů.[10] Ve stejném roce 1988 představil James D.Wuest jednorozměrné agregáty založené na interakci vodíkových vazeb v krystalickém stavu.[11] S odlišnou strategií využívající vodíkové vazby Jean M. J. Fréchet v roce 1989 ukázal, že mezogenní molekuly s motivy karboxylové kyseliny a pyridylu po hromadném míchání heterotropně dimerizují za vzniku stabilní kapalné krystalické struktury.[12] V roce 1990 Jean-Marie Lehn ukázal, že tuto strategii lze rozšířit a vytvořit novou kategorii polymerů, kterou nazval „kapalný krystalický supramolekulární polymer“ pomocí doplňkových motivů trojných vodíkových vazeb ve velkém.[13] V roce 1993 M. Reza Ghadiri popsal nanotubulární supramolekulární polymer, kde a b- makrocyklický peptidový monomer tvořící list, sestavený dohromady prostřednictvím vícenásobné vodíkové vazby mezi sousedními makrocykly.[14] V roce 1994 Anselm. C. Griffin ukázal amorfní supramolekulární materiál za použití jediné vodíkové vazby mezi homotropními molekulami majícími karboxylovou kyselinu a pyridinové konce.[15] Myšlenka vyrábět mechanicky silné polymerní materiály 1D supramolekulární asociací malých molekul vyžaduje vysokou asociační konstantu mezi opakujícími se stavebními bloky. V roce 1997 E.W. “Bert ”Meijer uvádí telechelický monomer s ureidopyrimidinonovými konci jako „samokomplementární“ čtyřnásobný motiv vodíkových vazeb a prokázal, že výsledný supramolekulární polymer v chloroformu vykazuje v roztoku viskoelastické vlastnosti závislé na teplotě.[16] Toto je první demonstrace, že supramolekulární polymery, pokud jsou dostatečně mechanicky odolné, jsou fyzicky zapleteny do roztoku.

Formační mechanismy

Monomery podstupující supramolekulární polymeraci jsou považovány za rovnovážné s rostoucími polymery, a proto v systému dominují termodynamické faktory.[17] Pokud jsou však jednotlivé monomery spojeny silnými a multivalentními interakcemi, zobrazí se „metastabilní „Kinetický stav může dominovat polymeraci. Externě dodávaná energie ve většině případů ve formě tepla může přeměnit „metastabilní“ stav na termodynamicky stabilní polymer. Jasné porozumění více cest existuje v supramolekulární polymeraci je stále předmětem diskuse, nicméně koncept „složitosti drah“, zavedený E. W. „Bertem“ Meijerem, osvětlil kinetické chování supramolekulární polymerace.[18] Poté mnoho oddaných vědců rozšiřuje rozsah „složitosti dráhy“, protože může produkovat řadu zajímavých sestavených struktur ze stejných monomerních jednotek. V této linii kineticky řízených procesů jsou supramolekulární polymery, které „reagují na podněty“ [19] a „tepelně bisignátové“ vlastnosti jsou také možné.[20]

Při konvenční kovalentní polymeraci jsou založeny dva modely krokový růst a řetězový růst mechanismy jsou funkční. V současné době je podobné dělení přijatelné pro supramolekulární polymeraci; isodesmic také známý jako stejný-K model (krok-růstový mechanismus) a kooperativní nebo nukleační-elongační model (řetězový růstový mechanismus). Třetí kategorií je naočkovaná supramolekulární polymerace, kterou lze považovat za zvláštní případ mechanismu růstu řetězce.

Kroková růstová supramolekulární polymerace

Schémata mechanismů "složitosti dráhy" a "růstu řetězce" fungujících při supramolekulární polymeraci

Supramolekulární ekvivalent mechanismu krokového růstu je běžně známý jako izodesmický model nebo model rovnocenného K (K představuje celkovou vazebnou interakci mezi dvěma sousedními monomery). Při isodesmické supramolekulární polymeraci není pro polymeraci nutná kritická teplota ani koncentrace monomerů a asociační konstanta mezi polymerem a monomerem je nezávislá na délce polymerního řetězce. Místo toho délka supramolekulárních polymerních řetězců stoupá s rostoucí koncentrací monomerů v roztoku nebo se snižováním teploty. U konvenční polykondenzace je asociační konstanta obvykle velká, což vede k vysokému stupni polymerace; je však pozorován vedlejší produkt. U isodesmické supramolekulární polymerace je v důsledku nekovalentní vazby asociace mezi monomerními jednotkami slabá a stupeň polymerace silně závisí na síle interakce, tj. Multivalentní interakci mezi monomerními jednotkami. Například supramolekulární polymery sestávající z bifunkčních monomerů, které mají na svých koncích jediný donor / akceptor vodíkové vazby, obvykle končí nízkým stupněm polymerace, avšak ty s kvadrupólovou vodíkovou vazbou, jako v případě ureidopyrimidinonových motivů, vedou k vysokému stupni polymerace . V supramolekulárním polymeru na bázi ureidopyrimidinonu je experimentálně pozorovaná molekulová hmotnost v poloředěných koncentracích řádově 106 Dalton a molekulovou hmotnost polymeru lze regulovat přidáním mono-funkčních řetězců.

Supramolekulární polymerace s růstem řetězce

Konvenční polymerace s růstem řetězce zahrnuje alespoň dvě fáze; iniciace a šíření, zatímco v některých případech dochází také k fázím ukončení a přenosu řetězce. Supramolekulární polymerace s růstem řetězce v širokém smyslu zahrnuje dvě odlišné fáze; méně oblíbený nukleace a zvýhodněné šíření. V tomto mechanismu se po vytvoření jádra určité velikosti zvyšuje asociační konstanta a zvýhodňuje se další přidávání monomeru, kdy je zahájen růst polymeru. Dlouhé polymerní řetězce se budou tvořit pouze nad minimální koncentrací monomeru a pod určitou teplotou. Avšak k realizaci kovalentního analogu supramolekulární polymerace s růstem řetězce je náročným předpokladem návrh vhodných monomerů, které mohou polymerovat pouze působením iniciátorů. Nedávno je demonstrován jeden příklad supramolekulární polymerace s růstem řetězce se „živými“ vlastnostmi.[21] V tomto případě tvoří miskovitý monomer s amidovými postranními řetězci kineticky upřednostňovanou intramolekulární vodíkovou vazebnou síť a při teplotě okolí spontánně nepodléhá supramolekulární polymeraci.[22] Avšak N-methylovaná verze monomeru slouží jako iniciátor otevřením sítě intramolekulárních vodíkových vazeb pro supramolekulární polymeraci, stejně jako kovalentní polymerace otevírající kruh. Konec řetězce v tomto případě zůstává aktivní pro další rozšíření supramolekulárního polymeru, a proto mechanismus růstu řetězce umožňuje přesnou kontrolu nad supramolekulárními polymerními materiály.

Naočkovaná supramolekulární polymerace

Jedná se o speciální kategorii supramolekulární polymerace pro růst řetězce, kdy monomer nukleauje pouze v rané fázi polymerace, aby vytvořil „semena“ a aktivuje se na prodloužení polymerního řetězce po dalším přidání nové dávky monomeru. Sekundární nukleace je ve většině případů potlačena a je tak možné realizovat úzkou polydisperzitu výsledného supramolekulárního polymeru. V roce 2007 představili Ian Manners a Mitchell A. Winnik tento koncept s použitím kopolymeru polyferrocenyldimethylsilanu a polyisoprenu jako monomeru, který se sestavuje do válcových micel.[23] Když se k micelárním „semenům“ získaným sonikací přidá čerstvé krmivo monomeru, začne polymerace živým polymeračním způsobem. Pojmenovali tuto metodu jako krystalizací řízené samosestavování (CDSA) a je použitelná pro konstrukci supramolekulárních anizotropních struktur v mikronovém měřítku v 1D – 3D. Koncepčně odlišnou nasazenou supramolekulární polymeraci ukazuje Kazunori Sugiyasu v monomeru na bázi porfyrinu nesoucího dlouhé alkylové řetězce s amidem.[24] Při nízké teplotě tento monomer přednostně tvoří sférický J-agregáty zatímco vláknité H-agregáty při vyšší teplotě. Přidáním sonikované směsi agregátů J („semena“) do koncentrovaného roztoku částic agregátu J lze připravit dlouhá vlákna živou naočkovanou supramolekulární polymerací. Frank Würthner dosáhl podobné nasazené supramolekulární polymerace amidem funkcionalizovaného perylenbisimidu jako monomeru.[25] Důležité je, že nasazená supramolekulární polymerace je také použitelná pro přípravu supramolekulárních látek blokové kopolymery.

Příklady supramolekulárních polymerů

Na základě interakce vodíkových vazeb

Monomery schopné tvořit jednoduché, dvojité, trojné nebo čtyřnásobné vodíkové vazby byly použity pro výrobu supramolekulárních polymerů a zvýšená asociace monomerů je zjevně možná, když monomery mají maximální počet motivů donor / akceptor vodíkové vazby. Například monomer na bázi ureidopyrimidinonu se samokomplementárními čtyřnásobnými vodíkovými konci zakončenými polymerací v roztoku, v souladu s teorií konvenčních polymerů, a vykazoval odlišnou viskoelastickou povahu při okolních teplotách.

Na základě skládání interakcí π-π

Monomery s aromatickými motivy, jako je bis (merokyanin), oligo (odst-fenylenevinylen) (OPV), perylenbisimidové (PBI) barvivo, kyaninové barvivo, koronnulen a nanografenové deriváty byly použity pro přípravu supramolekulárních polymerů. V některých případech boční vodíkové vazby připojené k aromatickému motivu jádra pomáhají silně držet monomer v supramolekulárním polymeru. Pozoruhodným systémem v této kategorii je nanotubulární supramolekulární polymer vytvořený supramolekulární polymerací amfifilních hexa-peri-hexabenzokoronen (HBC) deriváty.[26] Obecně jsou nanotrubice morfologicky kategorizovány jako 1D objekty, jejich stěny však přijímají 2D geometrii, a proto vyžadují jinou strategii návrhu.[27] HBC amfifilní látky v polárních rozpouštědlech se solenofobně shromažďují do 2D dvojvrstvé membrány, která má roli spirálovité pásky nebo nanotubulárního polymeru. Koncepčně podobný amfifilní design založený na kyaninové barvivo a chlorinkové barvivo zinku také polymeruje ve vodě, což vede k nanotubulárním supramolekulárním polymerům.[28][29]

Na základě interakce host-host

Řadu supramolekulárních polymerů lze syntetizovat pomocí monomerů s doplňkovými vazebnými motivy host-host, jako je například ethery koruny / amonné ionty, cucurbiturily /viologens, kalixaren / viologens, cyklodextriny /adamantan deriváty a pilíř arene / deriváty imidazolia [30–33].[30][31][32] Pokud jsou monomery „heteroditopické“, vznikají supramolekulární kopolymery za předpokladu, že monomery nehomopolymerizují. Akira Harada byla jednou z prvních, která uznala důležitost kombinace polymerů a cyklodextrinů.[33] Feihe Huang ukázal příklad supramolekulárního střídavého kopolymeru ze dvou heteroditopických monomerů nesoucích jak korunový ether, tak amoniové iontové konce.[34] Takeharo Haino demonstroval extrémní příklad kontroly sekvence v supramolekulárním kopolymeru, kde jsou tři heteroditopické monomery uspořádány v sekvenci ABC podél řetězce kopolymeru.[35] Strategie návrhu využívající tři odlišné vazebné interakce; ball-and-socket (calix [5] arene / C60), donor-akceptor (bisporphyrin / trinitrofluorenone), a Hamiltonovy H-vazebné interakce jsou klíčem k dosažení vysoké ortogonality za vzniku ABC supramolekulárního terpolymeru.

Chirality

Stereochemické informace a chirální monomer lze exprimovat v supramolekulárním polymeru.[36] Spirálovitý supramolekulární polymer s P- a M-konformací je široce viditelný, zejména polymery složené z diskovitých monomerů. Když jsou monomery achirální, vytvářejí se P-i M-šroubovice ve stejném množství. Jsou-li monomery chirální, obvykle kvůli přítomnosti jednoho nebo více stereocentrů v postranních řetězcích, vede diastereomerní vztah mezi P- a M-šroubovicemi k upřednostňování jedné konformace před druhou. Typickým příkladem je C3-symetrický chirální monomer ve tvaru disku, který prostřednictvím „většinového pravidla“ tvoří spirálovité supramolekulární polymery. Mírný přebytek jednoho enantiomeru chirálního monomeru vedl k silnému zkreslení buď pravotočivé nebo levotočivé spirálové geometrie na úrovni supramolekulárního polymeru.[37] V tomto případě lze obecně pozorovat charakteristickou nelineární závislost anizotropního faktoru g na enantiomerním přebytku chirálního monomeru. Stejně jako v chirálním systému založeném na malých molekulách je chiralita supramolekulárního polymeru ovlivněna také chirálními rozpouštědly. Některé aplikace, například katalyzátor pro asymetrickou syntézu [38] a cirkulární polarizovaná luminiscence jsou pozorovány také u chirálních supramolekulárních polymerů.

Supramolekulární kopolymery

A kopolymer je tvořen z více než jednoho monomerního druhu. Pro přípravu kovalentních kopolymerů byly zavedeny pokročilé polymerační techniky, avšak supramolekulární kopolymery jsou stále v plenkách a pomalu postupují. V posledních letech byla v širokém smyslu prokázána veškerá přijatelná kategorie supramolekulárních kopolymerů, jako jsou náhodné, střídavé, blokové, blokové nebo periodické.[39]

Vlastnosti supramolekulárních polymerů

Za posledních 30 let se oblast supramolekulárních polymerů rozrostla do velmi důležitého nového oboru polymerní vědy. To přilákalo řadu výzkumných aktivit v akademickém prostředí a průmyslových laboratořích po celém světě. Do oblasti materiálového inženýrství se přidávají nové dynamické materiály s řadou anomálních vlastností. K dispozici je mnoho aplikací v oblasti udržitelnosti (snadné zpracování a recyklace), elektroniky, medicíny a kosmetiky.

Reverzibilita a dynamika

Jednou z důležitých vlastností supramolekulárních polymerů jsou jejich reverzibilní interakce v monomerním poli. Když jsou interakce mezi monomery dostatečně silné, lze očekávat zajímavé vlastnosti materiálu. Termodynamickou stabilitu supramolekulárního polymeru lze popsat pomocí asociační konstanty K.osel. Když K.osel ≤ 104M−1, polymerní agregáty mají obvykle malou velikost a nevykazují žádné zajímavé vlastnosti a pokud Kosel≥ 1010 M−1, supramolekulární polymer se chová stejně jako kovalentní polymery kvůli nedostatku dynamiky. Takže optimální K.osel = 104–1010M−1je třeba dosáhnout pro výrobu funkčních supramolekulárních polymerů. Dynamika a stabilita supramolekulárních polymerů je často ovlivňována vlivem přísad (např. Spolurozpouštědla nebo krycího řetězce). Když se k supramolekulárnímu polymeru ve špatném rozpouštědle, například heptanu, přidá dobré rozpouštědlo, například chloroform, polymer se rozloží. V některých případech však spolurozpouštědla přispívají ke stabilizaci / destabilizaci supramolekulárního polymeru. Například supramolekulární polymerace monomeru na bázi vodíku vázajícího porfyrin v uhlovodíkovém rozpouštědle obsahujícím nepatrné množství alkoholu zachycujícího vodíkovou vazbu vykazuje odlišné cesty, tj. Polymerace je upřednostňována jak chlazením, tak zahříváním a je známá jako „tepelně bisignátová supramolekulární polymerizace". V dalším příkladu se nepatrná množství molekulárně rozpuštěných molekul vody v nepolárních rozpouštědlech, jako je methylcyklohexan, stávají součástí supramolekulárního polymeru při nižších teplotách v důsledku specifické interakce vodíkových vazeb mezi monomerem a vodou.[40]

Samoléčebná schopnost

Jednou z fascinujících vlastností supramolekulárních polymerů je jeho schopnost samoléčení při vzniku zlomeniny.[41] Supramolekulární kaučuk na bázi vitrimeru, který zavedl Ludwik Leibler, se může sám uzdravit jednoduše stisknutím dvou zlomených okrajů materiálu k sobě.[42] V tomto případě dochází ke zlomeninám, když jsou přerušeny vodíkové vazby mezi monomery v materiálu; spojení okrajů zlomeniny umožňuje, aby se vodíkové vazby znovu formovaly a zapečetily mezeru. Působivé je, že dynamické chování vodíkových vazeb neohrožuje vlastnosti materiálu. Vysoká mechanická pevnost materiálu a samoléčebná schopnost se obecně vzájemně vylučují. Skleněný materiál, který se může samovolně hojit při pokojové teplotě, tedy donedávna zůstával výzvou. V elegantním designu představila společnost Takuzo Aida inovativní polymerní sklo složené ze supramolekulárně polymerovaného oligomerního etherthiomočoviny, které je mechanicky odolné (E= 1,4 GPa), ale může se sám uzdravit, dokonce i při pokojové teplotě, pouhým stlačením na zlomených površích.[43] Vynález samoohřívatelného polymerního skla aktualizoval předsudek, že pouze měkké gumové materiály mohou léčit.

Příklady samoléčebného „supramolekulárního kaučuku“ (a) a „polymerního skla“ (b) na bázi vodíkových vazeb.

Další strategie používá bivalentní poly (isobutylen) s (PIB) s kyselina barbiturová funkcionalizováno na hlavě a ocasu.[44] Vícenásobná vodíková vazba existovala mezi karbonylová skupina a amidová skupina kyseliny barbiturové jí umožňují vytvořit supramolekulární síť. V tomto případě se vystřižené malé disky založené na PIB mohou samy zotavit z mechanického poškození po několik hodinovém kontaktu v pokojová teplota.

Kovalentní polymery obsahující koordinační komplexy také studovaly výrobu samoléčebných materiálů. Využití výhod koordinačních interakcí mezi katechol a železité ionty, vyvinuli vědci pH řízené samoléčivé supramolekulární polymery.[45] Tvorba mono-, bis- a triscatehchol-Fe3+ komplexy lze manipulovat pomocí pH, z toho bis- a triscatehchol-Fe3+ komplexy vykazují elastické moduly i schopnost samoléčení. Například triscatehchol-Fe3+ může po roztržení obnovit jeho soudržnost a tvar. Skládání řetězu polyimid a řetězce zakončené pyrenylovým koncem dávají vzniknout supramolekulárním sítím.[46]

Optoelektronický majetek

K dosažení přeměny světla na náboj je nezbytným krokem umělý fotosyntéza systémy.[47] Začleněním dárci elektronů a akceptory elektronů do supramolekulárních polymerů lze zkonstruovat řadu umělých systémů, včetně systému fotosyntézy. Vzhledem k existenci více než jedné interakce (interakce π-π, interakce vodíkových vazeb apod.) Mohou být donor elektronů a akceptor elektronů drženy pohromadě ve správné blízkosti, aby poskytly stavy odděleného náboje s dlouhou životností.[47] Pak lze u těchto umělých polymerů dosáhnout systému přeměny světlo na náboj s rychlejším fotoindukovaným přenosem elektronů a vyšší účinností přenosu elektronů.[48][47]

Biokompatibilní vlastnost

Je to docela běžné biomolekuly, jako DNA,[49] protein [50] a podobně, vznikají prostřednictvím různých nekovalentních interakcí v biologický systém. Podobně se supramolekulární polymery samy sestavují kombinací nekovalentních interakcí. Takový způsob formování dává supramolekulárním polymerům vlastnosti, je citlivější na vnější podněty a je schopen reverzibilně dynamicky měnit struktur a funkce.[51] Modifikací monomerních jednotek supramolekulárních polymerů pomocí ve vodě rozpustných přívěsků, bioaktivních skupin a také biomarkerů mohou supramolekulární polymery realizovat různé druhy funkcí a aplikací v biomedicínské oblasti.[52] Jejich reverzibilní a dynamická povaha zároveň vytváří supramolekulární polymery biologicky odbouratelný,[53][54] který překonává těžko degradovatelný problém kovalentních polymerů a dělá ze supramolekulárních polymerů slibnou platformu pro biomedicínské aplikace. Schopnost degradace v biologickém prostředí snižuje potenciál toxicita polymerů do značné míry, a proto zvyšuje biokompatibilitu supramolekulárních polymerů.[55][56]

Potenciální biomedicínské aplikace

S vynikající povahou v biodegradace a biokompatibilita, supramolekulární polymery vykazují velký potenciál ve vývoji dodávka léků, gen transfekce a další biomedicínské aplikace.[52]

Dodávka léku: Více buněk podněty může vyvolat reakce v supramolekulárních polymerech.[51][57][52] Dynamické molekulární kostry supramolekulárních polymerů mohou být depolymerovaný při vystavení vnějším podnětům, jako je pH in vivo. Na základě této vlastnosti mohou být supramolekulární polymery nosičem léčiva. Využití vodíkových vazeb mezi nukleobázemi k indukci samovolného sestavení do sférického pH citlivého micely.

Genová transfekce: Efektivní a nízko toxický nevir kationtový vektory jsou velmi žádané v oblasti genové terapie.[52] Na základě dynamických vlastností a vlastností reagujících na podněty nabízejí supramolekulární polymery přesvědčivou platformu pro konstrukci vektorů pro genovou transfekci. Kombinováním ferrocen dimer s β-cyklodextrin dimer byl jako vektor navržen redox-kontrolní supramolekulární polymerní systém. v COS-7 buňky, může tento supramolekulární polymerní vektor uvolňovat uzavřenou DNA po vystavení peroxid vodíku a dosáhnout genové transfekce.[58]

Supramolekulární biomateriály

Supramolekulární polymery se specifickými, směrovými, laditelnými a reverzibilními nekovalentními interakcemi by měly být výhodné jak pro biomateriály, tak pro biomedicínské aplikace. Například reverzibilní povaha supramolekulárních polymerů může produkovat biomateriály, které dokáží vnímat a reagovat na fyziologické podněty, nebo které napodobují strukturální a funkční aspekty biologické signalizace. Na základě svých mechanismů formování lze supramolekulární biomateriály obecně klasifikovat jako: (1) materiály připravené z jednorozměrných sestav molekulárních skládacích motivů, jako v případě peptidových amfifilů zavedených Samuel I. Stupp,[59] a (2) materiály připravené prodloužením řetězce oligomerů nebo zesítěním polymerních prekurzorů specifickými motivy supramolekulárního rozpoznávání.[60]

Racionálně navržené polymery na bázi supramolekulárních polymerů mohou současně splňovat požadavky na kompatibilitu s vodou, biologickou rozložitelnost, biokompatibilitu, reakci na podněty a další přísná kritéria.[52] V důsledku toho lze supramolekulární polymery aplikovat na biomedicínské pole jako robustní systém. Kromě výše zmíněných aplikací jsou zde další důležité a fascinující biomedicínské aplikace, jako je dodávka bílkovin,[61][62] bio-zobrazování a diagnóza[63][64] a tkáňové inženýrství,[65][66] jsou také dobře vyvinuté.

Koncepční expanze supramolekulárních polymerů

Supramolekulární polymerace za použití nekonvenčních monomerů

Postupem času se metody supramolekulární polymerace rozšířily a řada jeho použitelných monomerů se diverzifikovala. Kromě mnoha molekulárních motivů byly nedávno pro supramolekulární polymeraci zkoumány biomolekuly, jako je DNA, DNA nanostruktury a proteiny, stejně jako anorganické objekty jako nekonvenční monomery. Ve všech těchto případech mají monomery mnohem větší velikost, obvykle několik nanometrů, a nekovalentní interakce se liší od vodíkových vazeb, koordinace host-host a kovů.[67] Pozoruhodným příkladem je Mg2+-asistovaná multivalentní supramolekulární polymerace biomolekulárních strojů reagujících na ATP, chaperonin GroEL, což má za následek vysoce stabilní proteinovou nanotrubičku.[68] Důležité je, že tato nanotrubice vykazuje aktivitu ATPázy a disociuje se na oligomery s krátkým řetězcem, když je ošetřena ATP z důvodu otevírání / zavírání pohybů základních jednotek GroEL.

Supramolekulární polymerace v nekonvenčních médiích

Supramolekulární polymery se obvykle připravují v roztoku. Lze však očekávat anomální polymerní vlastnosti, pokud se tyto polymery připravují bez konvenčního organického nebo vodného média. Například médium s tekutými krystaly může ovlivnit základní kroky supramolekulární polymerace, jak prokázal Takashi Kato v roce 1998, v supramolekulární zesíťovací polymeraci fyzikálních gelů, které tvoří fyzikální gel s tekutými krystaly.[69] Pokud jsou monomery navrženy tak, aby byly vysoce afinitní vůči LC médiu, způsobí supramolekulární polymerace fázový přechod zvyšující řád, což vede ke sloupcovému LC typu jádro-plášť.[70] Supramolekulární polymery lze také připravit v pevném stavu, například telechelický oligomer s přidanou nukleobází jako monomer, vedl po ochlazení z horké taveniny ke vzniku 1D vláken. Jako nová třída materiálů jsou také dostupné supramolekulární polymery vytvořené na elektrodě a na rozhraní.

Reference

  1. ^ Brunsveld, L .; Folmer, B. J. B .; Meijer, E. W .; Sijbesma, R. P. (prosinec 2001). „Supramolekulární polymery“. Chemické recenze. 101 (12): 4071–4098. doi:10.1021 / cr990125q. ISSN  0009-2665.
  2. ^ De Greef, Tom F. A .; Smulders, Maarten M. J .; Wolffs, Martin; Schenning, Albert P. H. J .; Sijbesma, Rint P .; Meijer, E. W. (11. 11. 2009). „Supramolekulární polymerace“. Chemické recenze. 109 (11): 5687–5754. doi:10.1021 / cr900181u. ISSN  0009-2665.
  3. ^ Aida, T .; Meijer, E. W .; Stupp, S.I. (2012-02-16). „Funkční supramolekulární polymery“. Věda. 335 (6070): 813–817. doi:10.1126 / science.1205962. ISSN  0036-8075. PMC  3291483.
  4. ^ Aida, Takuzo (23. 12. 2019). „On Supramolecular Polymerization: Interview with Takuzo Aida“. Pokročilé materiály. 32 (20): 1905445. doi:10.1002 / adma.201905445. ISSN  0935-9648.
  5. ^ Aida, Takuzo; Meijer, E.W. (leden 2020). „Supramolekulární polymery - jsme v plném kruhu“. Israel Journal of Chemistry. 60 (1–2): 33–47. doi:10.1002 / ijch.201900165. ISSN  0021-2148.
  6. ^ Hashim, P. K .; Bergueiro, Julian; Meijer, E. W .; Aida, Takuzo (01.06.2020). „Supramolekulární polymerace: koncepční expanze inovativních materiálů“. Pokrok ve vědě o polymerech. 105: 101250. doi:10.1016 / j.progpolymsci.2020.101250. ISSN  0079-6700.
  7. ^ Amabilino, David B .; Smith, David K ​​.; Steed, Jonathan W. (2017). „Supramolekulární materiály“. Recenze chemické společnosti. 46 (9): 2404–2420. doi:10.1039 / c7cs00163k. ISSN  0306-0012.
  8. ^ Yang, Liulin; Tan, Xinxin; Wang, Zhiqiang; Zhang, Xi (2015-03-13). „Supramolekulární polymery: historický vývoj, příprava, charakterizace a funkce“. Chemické recenze. 115 (15): 7196–7239. doi:10.1021 / cr500633b. ISSN  0009-2665.
  9. ^ Wehner, Marius; Würthner, Frank (21. 12. 2019). „Supramolekulární polymerace prostřednictvím řízení kinetické dráhy a růstu živého řetězce“. Nature Chemistry. 4 (1): 38–53. doi:10.1038 / s41570-019-0153-8. ISSN  2397-3358.
  10. ^ Aida, Takuzo; Takemura, Akihiko; Fuse, Masahiro; Inoue, Shohei (1988). „Syntéza nového amfifilního porfyrinu nesoucího ve vodě rozpustné polyetherové postranní řetězce s řízenou délkou řetězce. Tvorba povrchové molekulární sestavy ve vodném médiu“. Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (5): 391. doi:10.1039 / c39880000391. ISSN  0022-4936.
  11. ^ Ducharme, Yves; Wuest, James D. (listopad 1988). „Využití vodíkových vazeb k řízení molekulární agregace. Rozsáhlá, komplementární pole dárců a akceptorů“. The Journal of Organic Chemistry. 53 (24): 5787–5789. doi:10.1021 / jo00259a037. ISSN  0022-3263.
  12. ^ Kato, Takashi; Frechet, Jean M. J. (říjen 1989). „Nový přístup ke stabilizaci mezofází prostřednictvím molekulárních interakcí vodíkových vazeb v binárních směsích“. Journal of the American Chemical Society. 111 (22): 8533–8534. doi:10.1021 / ja00204a044. ISSN  0002-7863.
  13. ^ Fouquey, Claudine; Lehn, Jean-Marie; Levelut, Anne-Marie (květen 1990). "Molekulární rozpoznávání zaměřené na vlastní montáž supramolekulárních kapalných krystalických polymerů z doplňkových chirálních složek". Pokročilé materiály. 2 (5): 254–257. doi:10.1002 / adma.19900020506. ISSN  0935-9648.
  14. ^ Ghadiri, M. Reza; Granja, Juan R .; Milligan, Ronald A .; McRee, Duncan E .; Khazanovich, Nina (prosinec 1993). „Samovolně se skládající organické nanotrubičky založené na architektuře cyklického peptidu“. Příroda. 366 (6453): 324–327. doi:10.1038 / 366324a0. ISSN  0028-0836.
  15. ^ Lee, C.-M .; Jariwala, C.P .; Griffin, A.C. (říjen 1994). „Heteromerní kapalně-krystalické asociační řetězce polymerů: struktura a vlastnosti“. Polymer. 35 (21): 4550–4554. doi:10.1016 / 0032-3861 (94) 90801-x. ISSN  0032-3861.
  16. ^ Sijbesma, Rint P .; Beijer, Felix H .; Brunsveld, Luc; Folmer, Brigitte J. B .; Hirschberg, J. H. K. Ky; Lange, Ronald F. M .; Lowe, Jimmy K. L .; Meijer, E. W. (1997-11-28). „Reverzibilní polymery vznikající ze samo komplementárních monomerů využívajících čtyřnásobné vázání vodíku“. Věda. 278 (5343): 1601–1604. doi:10.1126 / science.278.5343.1601. ISSN  0036-8075.
  17. ^ Sorrenti, Alessandro; Leira-Iglesias, Jorge; Markvoort, Albert J .; de Greef, Tom F. A .; Hermans, Thomas M. (2017). „Nerovnovážná supramolekulární polymerace“. Recenze chemické společnosti. 46 (18): 5476–5490. doi:10.1039 / c7cs00121e. ISSN  0306-0012.
  18. ^ Korevaar, Peter A .; George, Subi J .; Markvoort, Albert J .; Smulders, Maarten M. J .; Hilbers, Peter A. J .; Schenning, Albert P. H. J .; De Greef, Tom F. A .; Meijer, E. W. (leden 2012). "Složitost dráhy v supramolekulární polymeraci". Příroda. 481 (7382): 492–496. doi:10.1038 / příroda10720. ISSN  0028-0836.
  19. ^ Jain, Ankit; Dhiman, Shikha; Dhayani, Ashish; Vemula, Praveen K .; George, Subi J. (2019-01-25). „Živá chemická paliva a přechodná supramolekulární polymerace“. Příroda komunikace. 10 (1). doi:10.1038 / s41467-019-08308-9. ISSN  2041-1723.
  20. ^ Venkata Rao, Kotagiri; Miyajima, Daigo; Nihonyanagi, Atsuko; Aida, Takuzo (26.06.2017). „Tepelně bisignátová supramolekulární polymerace“. Přírodní chemie. 9 (11): 1133–1139. doi:10,1038 / nchem.2812. ISSN  1755-4330.
  21. ^ Kang, Jiheong; Miyajima, Daigo; Mori, Tadashi; Inoue, Yoshihisa; Itoh, Yoshimitsu; Aida, Takuzo (05.02.2015). „Racionální strategie pro realizaci řetězové růstové supramolekulární polymerace“. Věda. 347 (6222): 646–651. doi:10.1126 / science.aaa4249. ISSN  0036-8075.
  22. ^ Kang, Jiheong; Miyajima, Daigo; Itoh, Yoshimitsu; Mori, Tadashi; Tanaka, Hiroki; Yamauchi, Masahito; Inoue, Yoshihisa; Harada, Soichiro; Aida, Takuzo (2014-07-21). „C5-symetrické chirální korannuleny: desymmetrizace rovnováhy inverze mísy prostřednictvím„ intramolekulární “sítě vázající vodík“. Journal of the American Chemical Society. 136 (30): 10640–10644. doi:10.1021 / ja505941b. ISSN  0002-7863.
  23. ^ Wang, X .; Guerin, G .; Wang, H .; Wang, Y .; Manners, I .; Winnik, M. A. (3. 8. 2007). „Válcové blokové kopolymerní micely a ko-micely řízené délky a architektury“. Věda. 317 (5838): 644–647. doi:10.1126 / science.1141382. ISSN  0036-8075.
  24. ^ Ogi, Soichiro; Sugiyasu, Kazunori; Manna, Swarup; Samitsu, Sadaki; Takeuchi, Masayuki (02.02.2014). „Živá supramolekulární polymerace realizovaná biomimetickým přístupem“. Přírodní chemie. 6 (3): 188–195. doi:10.1038 / nchem.1849. ISSN  1755-4330.
  25. ^ Wagner, Wolfgang; Wehner, Marius; Stepanenko, Vladimir; Ogi, Soichiro; Würthner, Frank (15. 11. 2017). „Živá supramolekulární polymerace barviva perylenbisimidu na fluorescenční J-agregáty“. Angewandte Chemie International Edition. 56 (50): 16008–16012. doi:10.1002 / anie.201709307. ISSN  1433-7851.
  26. ^ Hill, J. P. (04.06.2004). „Self-Assembled Hexa-peri-hexabenzocoronene Graphitic Nanotube“. Věda. 304 (5676): 1481–1483. doi:10.1126 / science.1097789. ISSN  0036-8075.
  27. ^ Shimizu, Toshimi; Masuda, Mitsutoshi; Minamikawa, Hiroyuki (duben 2005). „Architektury supramolekulárních nanotrubiček založené na amfifilních molekulách“. Chemické recenze. 105 (4): 1401–1444. doi:10.1021 / cr030072j. ISSN  0009-2665.
  28. ^ Eisele, D. M .; Cone, C. W .; Bloemsma, E. A .; Vlaming, S. M .; van der Kwaak, C. G. F .; Silbey, R. J .; Bawendi, M. G .; Knoester, J .; Rabe, J. P .; Vanden Bout, D. A. (01.07.2012). „Využití redox chemie k objasnění podstaty přechodů excitonu v nanotrubičkách supramolekulárního barviva“. Přírodní chemie. 4 (8): 655–662. doi:10,1038 / nchem.1380. ISSN  1755-4330.
  29. ^ Sengupta, Sanchita; Ebeling, Daniel; Patwardhan, Sameer; Zhang, Xin; von Berlepsch, Hans; Böttcher, Christoph; Stepanenko, Vladimir; Uemura, Shinobu; Hentschel, Carsten; Fuchs, Harald; Grozema, Ferdinand C. (2012-05-29). „Biosupramolekulární nanodráty z chlorofylových barviv s výjimečnými vlastnostmi přenosu náboje“. Angewandte Chemie International Edition. 51 (26): 6378–6382. doi:10,1002 / anie.201201961. ISSN  1433-7851.
  30. ^ Xiujuan, Shi; Zhang, Xiaodong; Ni, Xin-Long; Zhang, Haoke; Wei, Peifa; Liu, Junkai; Xing, Hao; Peng, Hui-Qing; Lam, Jacky W. Y. (2019-07-05). „Supramolekulární polymerace s dynamickým řízením samoradicí sekvence“. dx.doi.org. Citováno 2020-07-17.
  31. ^ Qian, Hai; Guo, Dong-Sheng; Liu, Yu (08.03.2012). „Supramolekulární sestavy modulované cucurbiturilem: od cyklických oligomerů po lineární polymery“. Chemistry - A European Journal. 18 (16): 5087–5095. doi:10.1002/chem.201101904. ISSN  0947-6539.
  32. ^ Pappalardo, Sebastiano; Villari, Valentina; Slovak, Sarit; Cohen, Yoram; Gattuso, Giuseppe; Notti, Anna; Pappalardo, Andrea; Pisagatti, Ilenia; Parisi, Melchiorre F. (2007-10-05). "Counterion-Dependent Proton-Driven Self-Assembly of Linear Supramolecular Oligomers Based on Amino-Calix[5]arene Building Blocks". Chemistry - A European Journal. 13 (29): 8164–8173. doi:10.1002/chem.200601785. ISSN  0947-6539.
  33. ^ Deng, Wei; Yamaguchi, Hiroyasu; Takashima, Yoshinori; Harada, Akira (2007-07-02). "A Chemical-Responsive Supramolecular Hydrogel from Modified Cyclodextrins". Angewandte Chemie International Edition. 46 (27): 5144–5147. doi:10.1002/anie.200701272. ISSN  1433-7851.
  34. ^ Wang, Feng; Han, Chenyou; He, Chunlin; Zhou, Qizhong; Zhang, Jinqiang; Wang, Cong; Li, Ning; Huang, Feihe (August 2008). "Self-Sorting Organization of Two Heteroditopic Monomers to Supramolecular Alternating Copolymers". Journal of the American Chemical Society. 130 (34): 11254–11255. doi:10.1021/ja8035465. ISSN  0002-7863.
  35. ^ Hirao, Takehiro; Kudo, Hiroaki; Amimoto, Tomoko; Haino, Takeharu (2017-09-21). "Sequence-controlled supramolecular terpolymerization directed by specific molecular recognitions". Příroda komunikace. 8 (1). doi:10.1038/s41467-017-00683-5. ISSN  2041-1723.
  36. ^ Yashima, Eiji; Ousaka, Naoki; Taura, Daisuke; Shimomura, Kouhei; Ikai, Tomoyuki; Maeda, Katsuhiro (2016-10-18). "Supramolecular Helical Systems: Helical Assemblies of Small Molecules, Foldamers, and Polymers with Chiral Amplification and Their Functions". Chemické recenze. 116 (22): 13752–13990. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00354. ISSN  0009-2665.
  37. ^ van Gestel, Jeroen; Palmans, Anja R. A.; Titulaer, Bram; Vekemans, Jef A. J. M.; Meijer, E. W. (April 2005). ""Majority-Rules" Operative in Chiral Columnar Stacks ofC3-Symmetrical Molecules". Journal of the American Chemical Society. 127 (15): 5490–5494. doi:10.1021/ja0501666. ISSN  0002-7863.
  38. ^ Shen, Zhaocun; Sang, Yutao; Wang, Tianyu; Jiang, Jian; Meng, Yan; Jiang, Yuqian; Okuro, Kou; Aida, Takuzo; Liu, Minghua (04.09.2019). „Asymetrická katalýza zprostředkovaná spirálovým nanoribonem rozbitým zrcadlovou symetrií“. Příroda komunikace. 10 (1). doi:10.1038 / s41467-019-11840-3. ISSN  2041-1723.
  39. ^ Adelizzi, Beatrice; Van Zee, Nathan J.; de Windt, Lafayette N. J.; Palmans, Anja R. A.; Meijer, E. W. (2019-03-19). "Future of Supramolecular Copolymers Unveiled by Reflecting on Covalent Copolymerization". Journal of the American Chemical Society. 141 (15): 6110–6121. doi:10.1021/jacs.9b01089. ISSN  0002-7863.
  40. ^ Van Zee, Nathan J.; Adelizzi, Beatrice; Mabesoone, Mathijs F. J.; Meng, Xiao; Aloi, Antonio; Zha, R. Helen; Lutz, Martin; Filot, Ivo A. W.; Palmans, Anja R. A.; Meijer, E. W. (2018-05-30). "Potential enthalpic energy of water in oils exploited to control supramolecular structure". Příroda. 558 (7708): 100–103. doi:10.1038/s41586-018-0169-0. ISSN  0028-0836.
  41. ^ Herbst, F.; Dohler, D.; Michael, P .; Binder, W. H. (2013). "Self-healing polymers via supramolecular forces". Makromolekulární rychlá komunikace. 34 (3): 203–20. doi:10.1002/marc.201200675. PMID  23315930.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  42. ^ Cordier, Philippe; Tournilhac, François; Soulié-Ziakovic, Corinne; Leibler, Ludwik (February 2008). "Self-healing and thermoreversible rubber from supramolecular assembly". Příroda. 451 (7181): 977–980. doi:10.1038/nature06669. ISSN  0028-0836.
  43. ^ Yanagisawa, Yu; Nan, Yiling; Okuro, Kou; Aida, Takuzo (2017-12-14). „Mechanicky robustní, snadno opravitelné polymery pomocí nekovalentního síťování na míru“. Věda. 359 (6371): 72–76. doi:10.1126 / science.aam7588. ISSN  0036-8075.
  44. ^ Herbst, F.; Seiffert, S.; Binder, W. H. (2012). "Dynamic supramolecular poly(isobutylene)s for self-healing materials". Polymer Chemistry. 3 (11): 3084–3092. doi:10.1039/C2PY20265D.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  45. ^ Holten-Andersen, N.; Harrington, M. J.; Birkedal, H .; Lee, B. P.; Messersmith, P. B.; Lee, K. Y.; Waite, J. H. (2011). "pH-induced metal-ligand cross-links inspired by mussel yield self-healing polymer networks with near-covalent elastic moduli". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 108 (7): 2651–5. doi:10.1073/pnas.1015862108. PMC  3041094. PMID  21278337.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  46. ^ Burattini, S.; Colquhoun, H. M.; Fox, J. D.; Friedmann, D.; Greenland, B. W.; Harris, P. J.; Hayes, W.; Mackay, M. E.; Rowan, S. J. (2009). "A self-repairing, supramolecular polymer system: healability as a consequence of donor–acceptor π–π stacking interactions". Chemická komunikace. 44 (44): 6717–9. doi:10.1039/B910648K. PMID  19885456.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  47. ^ A b C Peurifoy, S. R.; Guzman, C. X.; Braunschweig, A. B. (2015). "Topology, assembly, and electronics: three pillars for designing supramolecular polymers with emergent optoelectronic behavior". Polymer Chemistry. 6 (31): 5529–5539. doi:10.1039/C5PY00420A.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  48. ^ De Greef, T. F.; Smulders, M. M.; Wolffs, M.; Schenning, A. P.; Sijbesma, R. P .; Meijer, E. W. (2009). "Supramolecular polymerization". Chemické recenze. 109 (11): 5687–754. doi:10.1021/cr900181u. PMID  19769364.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  49. ^ Watson, J. D .; Crick, F. H. (1953). "Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid". Příroda. 171 (4356): 737–8. doi:10.1038 / 171737a0. PMID  13054692.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  50. ^ Pauling, L .; Corey, R. B .; Branson, H. R. (1951). "The structure of proteins; two hydrogen-bonded helical configurations of the polypeptide chain". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 37 (4): 205–11. doi:10.1073 / pnas.37.4.205. PMC  1063337. PMID  14816373.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  51. ^ A b Yan, X.; Wang, F .; Zheng, B.; Huang, F. (2012). "Stimuli-responsive supramolecular polymeric materials". Recenze chemické společnosti. 41 (18): 6042–65. doi:10.1039/c2cs35091b. PMID  22618080.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  52. ^ A b C d E Dong, R .; Zhou, Y .; Huang, X .; Zhu, X .; Lu, Y .; Shen, J. (2015). "Functional supramolecular polymers for biomedical applications". Pokročilé materiály. 27 (3): 498–526. doi:10.1002/adma.201402975. PMID  25393728.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  53. ^ Lim, Y. B.; Moon, K. S.; Lee, M. (2009). "Recent advances in functional supramolecular nanostructures assembled from bioactive building blocks". Recenze chemické společnosti. 38 (4): 925–34. doi:10.1039/b809741k. PMID  19421572.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  54. ^ Petkau-Milroy, K.; Brunsveld, L. (2013). "Supramolecular chemical biology; bioactive synthetic self-assemblies". Organická a biomolekulární chemie. 11 (2): 219–32. doi:10.1039/C2OB26790J. PMID  23160566.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  55. ^ Li, J .; Li, X .; Ni, X .; Wang, X .; Li, H .; Leong, K. W. (2006). "Self-assembled supramolecular hydrogels formed by biodegradable PEO-PHB-PEO triblock copolymers and alpha-cyclodextrin for controlled drug delivery". Biomateriály. 27 (22): 4132–40. doi:10.1016/j.biomaterials.2006.03.025. PMID  16584769.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  56. ^ Appel, E. A.; del Barrio, J.; Loh, X. J.; Scherman, O. A. (2012). "Supramolecular polymeric hydrogels". Recenze chemické společnosti. 41 (18): 6195–214. doi:10.1039/c2cs35264h. PMID  22890548.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  57. ^ Ma, X .; Tian, H. (2014). "Stimuli-responsive supramolecular polymers in aqueous solution". Accounts of Chemical Research. 47 (7): 1971–81. doi:10.1021/ar500033n. PMID  24669851.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  58. ^ Dong, R .; Su, Y .; Yu, S .; Zhou, Y .; Lu, Y .; Zhu, X. (2013). "A redox-responsive cationic supramolecular polymer constructed from small molecules as a promising gene vector". Chemická komunikace. 49 (84): 9845–7. doi:10.1039/C3CC46123H. PMID  24030731.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  59. ^ Hartgerink, J. D. (2001-11-23). "Self-Assembly and Mineralization of Peptide-Amphiphile Nanofibers". Věda. 294 (5547): 1684–1688. doi:10.1126/science.1063187. ISSN  0036-8075.
  60. ^ Lu, Hoang D.; Charati, Manoj B.; Kim, Iris L.; Burdick, Jason A. (March 2012). "Injectable shear-thinning hydrogels engineered with a self-assembling Dock-and-Lock mechanism". Biomateriály. 33 (7): 2145–2153. doi:10.1016/j.biomaterials.2011.11.076. ISSN  0142-9612.
  61. ^ Kameta, N.; Masuda, M.; Mizuno, G.; Morii, N.; Shimizu, T. (2008). "Supramolecular nanotube endo sensing for a guest protein". Malý. 4 (5): 561–5. doi:10.1002/smll.200700710. PMID  18384039.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  62. ^ Kameta, N.; Yoshida, K .; Masuda, M.; Shimizu, T. (2009). "Supramolecular Nanotube Hydrogels: Remarkable Resistance Effect of Confined Proteins to Denaturants". Chemistry of Materials. 21 (24): 5892–5898. doi:10.1021/cm903108h.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  63. ^ Janib, S. M.; Moses, A. S.; MacKay, J. A. (2010). "Imaging and drug delivery using theranostic nanoparticles". Recenze pokročilého doručování drog. 62 (11): 1052–63. doi:10.1016/j.addr.2010.08.004. PMC  3769170. PMID  20709124.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  64. ^ Barreto, J. A.; O'Malley, W.; Kubeil, M.; Graham, B.; Stephan, H .; Spiccia, L. (2011). "Nanomaterials: applications in cancer imaging and therapy". Pokročilé materiály. 23 (12): H18–40. doi:10.1002/adma.201100140. PMID  21433100.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  65. ^ Shah, R. N.; Shah, N. A.; Del Rosario Lim, M. M.; Hsieh, C.; Nuber, G.; Stupp, S. I. (2010). "Supramolecular design of self-assembling nanofibers for cartilage regeneration". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 107 (8): 3293–8. doi:10.1073/pnas.0906501107. PMC  2840471. PMID  20133666.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  66. ^ Dankers, P. Y.; Harmsen, M. C.; Brouwer, L. A.; van Luyn, M. J.; Meijer, E. W. (2005). "A modular and supramolecular approach to bioactive scaffolds for tissue engineering". Přírodní materiály. 4 (7): 568–74. doi:10.1038/nmat1418. PMID  15965478.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  67. ^ Buchberger, Alex; Simmons, Chad R.; Fahmi, Nour Eddine; Freeman, Ronit; Stephanopoulos, Nicholas (2019-12-10). "Hierarchical Assembly of Nucleic Acid/Coiled-Coil Peptide Nanostructures". Journal of the American Chemical Society. 142 (3): 1406–1416. doi:10.1021/jacs.9b11158. ISSN  0002-7863.
  68. ^ Biswas, Shuvendu; Kinbara, Kazushi; Oya, Nobuhiro; Ishii, Noriyuki; Taguchi, Hideki; Aida, Takuzo (2009-06-10). "A Tubular Biocontainer: Metal Ion-Induced 1D Assembly of a Molecularly Engineered Chaperonin". Journal of the American Chemical Society. 131 (22): 7556–7557. doi:10.1021/ja902696q. ISSN  0002-7863.
  69. ^ Kato, Takashi; Kondo, Gohta; Hanabusa, Kenji (March 1998). "Thermoreversible Self-Organized Gels of a Liquid Crystal Formed by Aggregation of trans-1,2-Bis(acylamino)cyclohexane Containing a Mesogenic Moiety". Chemistry Letters. 27 (3): 193–194. doi:10.1246/cl.1998.193. ISSN  0366-7022.
  70. ^ Yano, Keiichi; Itoh, Yoshimitsu; Araoka, Fumito; Watanabe, Go; Hikima, Takaaki; Aida, Takuzo (2019-01-10). „Nematic-to-columnar mezophase transition by in situ supramolecular polymerization“. Věda. 363 (6423): 161–165. doi:10.1126 / science.aan1019. ISSN  0036-8075.