【摘 要】
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超分子凝胶(Supramolecular Gels)是由小分子化合物通过非共价键相互作用自组装而成的一类具有三维网络结构的软物质材料,其在传感、生物医药和分子器件等领域有着广泛的发展前景。本文以鸟苷形成的可逆手性硼酸酯为基础,开发了一种动态共价连接策略,可将苯并氧杂硼烷醇药物分子转化为手性抗菌超分子水凝胶。此外,现有的大多数水凝胶的力学性能较差,在使用过程中容易产生应力损伤,导致凝胶整体结构被破坏
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超分子凝胶（Supramolecular Gels）是由小分子化合物通过非共价键相互作用自组装而成的一类具有三维网络结构的软物质材料,其在传感、生物医药和分子器件等领域有着广泛的发展前景。本文以鸟苷形成的可逆手性硼酸酯为基础,开发了一种动态共价连接策略,可将苯并氧杂硼烷醇药物分子转化为手性抗菌超分子水凝胶。此外,现有的大多数水凝胶的力学性能较差,在使用过程中容易产生应力损伤,导致凝胶整体结构被破坏,从而严重影响其应用效果和可靠性。本文通过将一系列非共价自组装而成的鸟苷超分子网络引入共价交联的聚丙烯酰胺（PAAm）网络中,成功开发了一种基于小分子的超分子-聚合物双网络（SP-DN）水凝胶,通过实验表征和理论模拟计算探究了组装机理,并测试了其机械性能。论文主要研究工作包括:（1）利用鸟苷和5-氟苯并[c][1,2]氧杂硼烷-1（3H）-醇药物分子合成了超分子手性水凝胶,并通过光谱研究和高斯理论计算揭示了其手性自组装机理。研究发现该水凝胶具有高度的透明性、优异的自愈性和可注射性,可通过氢键和π-π堆积作用自组装成具有右手螺旋结构的G-四链体纳米线,从而束缚溶剂形成凝胶。（2）首次在生理p H条件下,通过动态共价键交联的策略,一步将苯并氧杂硼烷醇药物分子3,3’-哌嗪-双（苯并氧杂硼烷醇）转化为具有高效抗菌活性的超分子水凝胶,通过光谱研究和高斯理论计算揭示了其自组装机理。研究表明该水凝胶具有良好的生物相容性,对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌均表现出优异的抗菌活性。（3）以非共价键自组装的鸟苷小分子G-Cy BA超分子凝胶为第一网络,共价交联的聚丙烯酰胺（PAAm）凝胶为第二网络,成功开发了一种小分子基超分子-聚合物双网络（SP-DN）水凝胶,即G-Cy BA/PAAm SP-DN水凝胶,并通过实验表征和理论模拟计算探究了其组装机理。该水凝胶具有优异的机械强度（拉伸断裂应力为0.45MPa）和韧性(撕裂能为2700 J m–2),单轴拉伸率大于4500%,平面拉伸率大于4000%。
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