Accounts of Chemical Research 综述：功能应用的分子结构设计

　　超分子结构设计图

　　将分子单元组织在所需和受控配置中，以开发用于材料和生物应用的先进功能系统的方法已经在分子构建学领域得到了广泛研究。这种设计非共价系统的概念使人们能够专注于设计分子在生物学和非生物学应用中的不同功能方面，同时也加强了对控制分子自组装领域的掌握力度。对具体功能进行复杂的分子相互作用和组装的编程已经成为当代最具挑战性的任务之一。精细有序的分子组装可以在跨越能源、健康和环境的几个领域中发展。近日，贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心的Thimmaiah Govindaraju（通讯作者）等人展示了由该课题组和其他研究者开发的精美设计师分子，旨在掌握分子识别和功能应用自组装技术。通过使用生物分子如氨基酸和核碱基作为助剂来证明分子自组装的定制能力。萘二酰亚胺（NDI），苝二酰亚胺（PDI）和其他几个分子系统可以作为功能模块。文章对在超分子相互作用的分子设计中的立体化学和微小结构修饰的影响以及自组装零维（OD）、一维（1D）和二维（2D）纳米和微米结构如颗粒以及球、杯、碗、纤维、带、螺旋带、超螺旋螺旋、片、分形和蜂窝状阵列进行了讨论。此外，文中介绍了分子系统、模板组装、分层装配、瞬态自组装、手性变性、保留螺旋记忆、自我复制、超分子调节、超分子形态、超非线性、动态路径复杂性、超分子异质结、活体超分子聚合和分子机器，并描述了多年来获得的分子工程学原理。