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水表面的化學(xué)性質(zhì)以反應(yīng)活性增強、選擇性明顯和反應(yīng)幾何形狀受限為特征，為化學(xué)和材料合成提供了巨大的潛力。然而，目前對穩(wěn)定的氣-水界面的要求限制了水表面合成的應(yīng)用，限制了其更廣泛的合成應(yīng)用。

2024年12月3日，德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)/上海交通大學(xué)馮新亮院士在國際知名期刊Nature Communications發(fā)表題為《Mimicking on-water surface synthesis through micellar interfaces》的研究論文，Anupam Prasoon為論文第一作者，馮新亮院士為論文通訊作者。

華人第一人！他，史上最年輕的“三院”院士，發(fā)表第48篇Nat. Commun.！

馮新亮，德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)首席教授，上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院特聘教授，德國馬普高分子研究所杰出課題組組長，歐洲科學(xué)院院士（2019年，39歲），德國工程院院士（2021），德國科學(xué)院Leopoldina化學(xué)部院士（2024）（最年輕的“三院”院士之一）。

1980年出生，2001年本科畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），2004年獲得上海交通大學(xué)碩士學(xué)位，2008年獲得德國馬普高分子研究所博士學(xué)位。2007年任德國馬普高分子研究所課題組組長，2011年任上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院特聘教授，2012年任德國馬普高分子研究所杰出課題組組長?，F(xiàn)擔(dān)任德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)首席教授，也是在德國獲得化學(xué)學(xué)科終身教職的華人第一人。

馮新亮院士目前的研究領(lǐng)域包括新型聚合物的合成方法，有機和聚合物合成，界面化學(xué)，π共軛體系的超分子化學(xué)，自下而上合成碳納米結(jié)構(gòu)和石墨烯納米帶，有機二維晶體，包括二維（超分子）聚合物，二維共軛聚合物和用于光電子，自旋電子學(xué)，分子量子和計算器件的二維共軛金屬有機框架，二維晶體的電化學(xué)剝離，石墨烯和二維材料的能量存儲和轉(zhuǎn)換，新能源器件和技術(shù)。

研究成果在國際學(xué)術(shù)界產(chǎn)生了重要影響，在Nature、Science及其子刊等期刊上發(fā)表論文700余篇，總引用量超過12萬次。

在這項工作中，作者提出了一種使用膠束模擬水表面化學(xué)的方法。

該方法涉及超出其臨界膠束濃度（CMC）的帶電表面活性劑分子的自組裝，形成了模擬氣-水界面的膠束超分子結(jié)構(gòu)。這創(chuàng)造了一個有利于化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境，具有疏水核心和周圍的水層。

作者利用這種模仿水面的方式，組裝具有獨特受限幾何形狀和優(yōu)先取向的卟啉基單體，在十四種不同的可逆和不可逆化學(xué)反應(yīng)中實現(xiàn)了卓越的反應(yīng)性和選擇性（≥99%）。

研究人員擴展了這種方法的多功能性，進一步證明了其在膠束界面上二維（2D）聚合的適用性，成功實現(xiàn)了結(jié)晶2D聚合物薄層的水相合成。

該策略顯著拓寬了水表面化學(xué)的可及性，用于廣泛的化學(xué)合成。

圖1：膠束界面模擬水表面合成

圖2：J-聚集的R1在膠束表面上的預(yù)組裝

圖3：電荷驅(qū)動膠束界面促進多層吸附

圖4：膠束表面各種化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)性和選擇性

圖5：合成2DPs的形態(tài)和結(jié)構(gòu)表征

綜上，作者研究了一種通過膠束界面模仿水表面合成的方法，以實現(xiàn)高反應(yīng)性和選擇性的化學(xué)反應(yīng)。研究結(jié)果表明，利用帶電表面活性劑自組裝形成的膠束結(jié)構(gòu)能夠有效促進多種可逆和不可逆化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)選擇性超過99%，并成功合成了晶態(tài)2D聚合物薄層。

該研究拓展了水表面合成化學(xué)的應(yīng)用范圍，克服了傳統(tǒng)水面合成中對穩(wěn)定氣-水界面的依賴，提供了一種新的合成策略。這一方法具有廣泛的應(yīng)用前景，可能在藥物合成、材料科學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，推動相關(guān)技術(shù)的進步和發(fā)展。

Prasoon, A., Ghouse, S., Nguyen, N. N.?et al.?Mimicking on-water surface synthesis through micellar interfaces.?Nat. Commun., (2024).

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/12/27/57b987e78c/

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