具有疏水骨架和两端两个亲水基团的两亲分子代表着一类重要的构建材料，可用于离子传输、光电子器件、药物和基因传输等领域的各种自组装材料。

近日，美国佐治亚理工学院林志群教授报道了一种强大的策略，通过自组装一系列合理设计和一步合成的阴离子两亲分子来自组装二维有机纳米片，更重要的是揭示了两亲分子的分子结构和由此产生的二维纳米片之间的关联，这是通过协同和精细调节两亲分子之间的一系列非共价相互作用来实现。

文章要点

1）首先，在四甲基胍的存在下，将最初的羧酸封端的bolaamphiphiles两亲分子转化为阴离子bolaamphiphiles两亲分子。在芳香族π−π堆积作用、氢键作用、疏水作用和静电排斥作用等四种强非共价相互作用的协同下，驱动阴离子两亲分子自组装成单层2D纳米片。有趣的是，π−π堆积强度的调节和在阴离子两亲分子的介晶核中引入光敏部分并没有改变单层纳米片的形成。

2）随后，末端羧基被转化为烷基，从而屏蔽静电斥力，进而产生2D多层纳米片。此外，在没有π−π堆积或氢键相互作用的情况下，研究人员通过精心设计阴离子两亲分子，发现形成了不规则的阴离子两亲分子聚集体。这些结果突出阴离子两亲分子的两端带负电的静电斥力在形成单层2D纳米薄片中的重要性。

3）最后，本征带电的2D纳米片能够通过静电相互作用沉积相反带电的金属纳米颗粒。

本研究不仅为制备单层和多层二维有机纳米薄片提供了平台，而且揭示了构筑块的分子结构与其自组织结构之间的相互关系。

参考文献

Zili Li, Zhiqun Lin, Self-Assembly of Bolaamphiphiles into 2D Nanosheets via Synergistic and Meticulous Tailoring of Multiple Noncovalent Interactions, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.0c09693

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c09693