利用不同形状、不同纳米尺寸、不同端基修饰的树枝状高分子做纳米容器及纳米支架,合成一系列功能化的树枝状大分子纳米粒子。特别是具有特殊性能的纳米粒子。研究纳米粒子的形成、形状和生长的调控因素。采用不同方法,在不同环境下,使功能化的树枝状高分子纳米粒子进行一、二、三维有序组装与自组装,研究其组装规律。研究所形成的有序结构及超晶格的结构、形貌与控制因素。对功能化树枝状分子纳米粒子形成的有序结构材料及超晶格材料进行电、光、磁学性能的测定与评价。预计这些具有特定形状、结构的纳米粒子及由它们形成的纳米体系将大大丰富纳米科技的研究。在纳米光电材料、分子器件、纳米载药和生物探感器等方面带来突破性进展。为纳米光电材料、分子器件、纳米载药等应用提供科学基础和新方法。
合成了1-5代PAMAM树枝状分子。经包埋、还原得到了Pt-PAMAM杂化纳米粒子并组装得到了局部有序的单层膜。合成了0-5代外官能基团为芳香色团的PAMAM。研究发现,经修饰的PAMAM其激发态荧光与其代数有密切关系,在第2-3代从松散的敞开结构转变为紧密地三维球形结构。经芳香基团修饰的PAMAM在水溶液中经氢键、π-π作用组装形成双层膜结构的囊泡。树枝状分子的尺寸对其聚集行为有重要的影响。合成了1-3代以咔唑、芘、联咔唑为中心点(Focal point)、咔唑为支架的两亲性分子(PAMAMS)。研究发现,树枝状分子对这些色团有明显的包裹作用。这些两亲性分子在水溶液中可以构建多种结构的超分子组装体。如囊泡,管状结构、纤维等。利用给-受体之间的相互作用研究了聚集体中的光物理过程。研究了中心点修饰咔唑和芘的扇形PAMAM形成的共聚集体内部发生的能量转移过程。设计合成了1-3代以Gly-Asp、Gly-Glu等为结构单元的扇形树枝状分子。经HNMR、FTIR、MALDI-TOF、元素分析等结果证实,这些化合物较纯净、结构缺陷较少,可以在多种溶剂及混合溶剂中经自组装形成凝胶。