分子光動(dòng)力控制釋放納米器件研制成功

 zui近，中科院上海硅酸鹽研究所成功構(gòu)筑了分子光動(dòng)力控制釋放納米器件，該納米器件有望在醫(yī)學(xué)診斷、藥物輸送、化學(xué)過程控制與檢測(cè)等方面獲得應(yīng)用。該工作為上海硅酸鹽研究所研究員祝迎春與日本AIST研究結(jié)構(gòu)研究員Fujiwara Masahiro共同協(xié)作完成，研究工作作為“Hot Paper”發(fā)表在雜志德國(guó)《應(yīng)用化學(xué)》上，并已申報(bào)一項(xiàng)。
 
    分子材料由于尺寸微小，分子運(yùn)動(dòng)在宏觀環(huán)境下通常難以產(chǎn)生有效的作用，但在納米尺度的微器件上，如在納米孔的微小空間內(nèi)，分子運(yùn)動(dòng)足以主導(dǎo)納米空間內(nèi)的物理和化學(xué)過程。偶氮類化合物能夠發(fā)生快速、穩(wěn)定、連續(xù)可逆的光異構(gòu)化運(yùn)動(dòng)，如果將其分子的一端固定，該分子的另一端將圍繞N-N鍵發(fā)生旋轉(zhuǎn)－翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在紫外光作用下，偶氮化合物反式結(jié)構(gòu)異構(gòu)吸收紫外光轉(zhuǎn)化為順式結(jié)構(gòu)，可見光或加熱條件下則由順勢(shì)結(jié)構(gòu)變?yōu)榉词浇Y(jié)構(gòu)，在紫外－可見光的同時(shí)作用下，偶氮分子將發(fā)生連續(xù)的旋轉(zhuǎn)－翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。研究人員合成了偶氮苯類化合物N-（3-triethoxysilyl）propyl-4-phenylazobenzamide，并通過－Si－O－鍵將該分子的一端固定于介孔壁，介孔內(nèi)的偶氮分子在紫外－可見光的作用下，通過調(diào)節(jié)光源能夠有效控制介孔內(nèi)膽固醇分子的釋放速率，并實(shí)現(xiàn)了膽固醇的快速釋放。通過在介孔口部進(jìn)一步組裝具有光控開關(guān)分子，構(gòu)筑了具有光控開關(guān)功能、光動(dòng)力控釋功能的納米存儲(chǔ)器件。
 
    研究表明，通過化學(xué)方法能夠?qū)⒐δ芊肿优c納米結(jié)構(gòu)組裝為一體，實(shí)現(xiàn)納米器件的多功能化；通過光化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，在紫外－可見光的作用下控制納米裝置的各個(gè)部件，從而完成特定的功能。該工作對(duì)探索納米科技新的研究方法與實(shí)驗(yàn)技術(shù)，建立新的納米體系，探討納米材料與器件的多種可能應(yīng)用具有一定的意義。
分子光動(dòng)力控制釋放納米器件研制成功