摘要

巨型分子簇是一类尺寸处于1-10纳米且结构明确的化合物。它们在催化,存储材料,单分子磁体,多孔材料以及生物活性材料上有着广泛的应用。这类纳米分子结构复杂且形貌各异,但其合成来源于简单小分子而且合成过程极为简单。对于分子簇形成机理的研究对于优化分子簇的合成条件以及设计合成新颖的分子簇具有极大的指导意义。本研究团队首次利用小角X光和中子散射手段揭示了两类经典分子簇的形成机理:1)核-壳结构的分子簇的形成机理。在反应过程中,外壳是以内核为模板逐渐生长;2)还原反应触发的自组装而形成巨型分子簇。只有在被还原的形成分子簇的基本单元达到一定的浓度后,这些还原的单元和非还原的单元会快速自组装形成巨型分子簇。除此之外,小角中子散射和非弹性中子散射手段还被用来研究分子簇-高分子杂化材料的本体和溶液结构以及杂化材料中高分子片段的动态行为。基于这项研究,本研究团队设计并得到具有较高分离性能的多孔分子簇材料。