Jean-Marie Lehn教授是享譽國際的超分子化學先驅，被譽為“超分子化學之父”，于1987年獲諾貝爾化學獎，是法國、美國等多個國家科學院院士以及中國科學院外籍院士。同時，他還是中山大學Lehn功能材料研究所的聯合創始人、名譽所長和超分子化學方向的PI。迄今為止，Lehn功能材料研究所已有多名博士生、博士后前往Lehn教授所在的法國斯特拉斯堡大學超分子科學與工程研究所進行聯合培養與學術合作。
Jean-Marie Lehn教授在1987年提出“超分子化學”這一概念后，于2001年又提出了“組分動態化學”的概念，將目光聚焦于組分含量分布（distribution）這一維度，利用動態共價鍵和超分子作用力的動態可逆性，構建組分及其含量具有環境適應性的多組分動態化學體系，為通往“適應化學”開辟了一條新的道路。
近日，我校化學學院Lehn功能材料研究所與Jean-Marie Lehn教授合作，在前期對新型C=C/C=N動態共價交換反應的研究基礎上（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 5560; Chem. Asian J. 2021, 16, 44），以溫變后的二階超分子自組裝作為驅動力，設計構建了具有三重動態的四組分動態組合庫（圖1）。以DCL-2為例，化合物Kn1和Kn3都能通過第一階的雙重氫鍵的自組裝形成六元超分子環，而化合物Kn1結構的金剛烷基團因位阻效應阻止其進行第二階的π-π堆積，與此同時Kn3能夠順利進行第二階自組裝形成絲狀超分子聚合物。以Kn1和Kn3的能量差為驅動力，各組分通過C=C/C=N交換反應進行含量的重新排布，最終形成以化合物Kn3主導的偏離態分布，從而獲得組分對環境溫度的選擇適應性。
圖1. 溫度響應的三重動態體系示意圖和各組分結構
研究發現，該體系同樣能夠響應溶劑極性的變化，呈現梯度式的組分分布（圖2左），在純氯仿或者氯仿/環己烷（1/9）環境下，體系失去對溫度的響應性，而在氯仿/環己烷（3/7的溶劑比例條件下，體系的組分含量能夠最大幅度響應溫度變化。另外，作者通過NMR、DLS、黏度、流變等多種表征手段，系統性地研究了該動態體系在低雷諾數流體環境下微觀粒徑、黏度等性質，并通過AFM、cyro-TEM表征了體系中超分子聚合物的微觀形貌（圖2右）。
圖2. （左）組分含量分布對溫度和溶劑極性的梯度響應；（右）對體系的DLS、AFM、TEM表征結果
上述研究進展發表于國際知名學術期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society），論文第一作者是我校化學學院Lehn功能材料研究所博士后顧睿銳，通信作者為Jean-Marie Lehn教授。該研究工作得到國家自然科學基金、廣東省國際合作領域項目、中國博士后科學基金、法國ERC Advanced Research Grant、ANR Grant DYNAFUN和University of Strasbourg Institute for Advanced Study等項目的支持。
