self-assembly

定義：系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)單元（分子、納米級、微米級或更大尺度的物質(zhì)）在不受人為外力的介入下，即基本結(jié)構(gòu)單元在非共價鍵的相互作用下自發(fā)組織或聚集為一個穩(wěn)定、有序結(jié)構(gòu)的過程。

學(xué)科：化工10_化工系統(tǒng)工程和化工信息化_化學(xué)產(chǎn)品工程與分子系統(tǒng)工程

相關(guān)名詞： 非共價鍵 氫鍵 自修復(fù) 納米器件

圖片來源：視覺中國

【延伸閱讀】

自組裝是指基本單元（分子、納米粒子等）在沒有外部干預(yù)的情況下，通過非共價鍵作用（如氫鍵、范德華力等）自發(fā)形成有序結(jié)構(gòu)的過程。這種現(xiàn)象在自然界中廣泛存在，如DNA雙螺旋、細(xì)胞膜等，都是自組裝的產(chǎn)物。

自組裝具有以下特點：首先，它是一個自發(fā)的過程，不需要外部能量輸入；其次，自組裝過程是可逆的，允許系統(tǒng)自我修復(fù)和重組；最后，自組裝能夠產(chǎn)生高度有序的結(jié)構(gòu)，這在傳統(tǒng)制造方法中往往難以實現(xiàn)。自組裝與傳統(tǒng)的組裝方法相比，具有更高的精確度和可控性，能夠在納米尺度上實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。

自組裝技術(shù)在多個領(lǐng)域都有應(yīng)用。如材料領(lǐng)域，通過分子自組裝，可以制備出具有特殊性能的新型材料，如自修復(fù)材料、智能響應(yīng)材料和超分子材料等。這些材料在航空航天、汽車制造和建筑等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。例如，自修復(fù)材料能夠在受損后自動修復(fù)，大大延長了材料的使用壽命。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，自組裝技術(shù)為藥物遞送、組織工程和生物傳感等提供了新的解決方案。通過自組裝形成的納米載體可以提高藥物的靶向性和生物利用度，減少副作用。在組織工程中，自組裝肽可以模擬細(xì)胞外基質(zhì)，為細(xì)胞生長提供理想的微環(huán)境。此外，自組裝技術(shù)還可用于構(gòu)建高靈敏度的生物傳感器，用于疾病早期診斷和環(huán)境監(jiān)測。在電子器件制造方面，自組裝技術(shù)為制備高性能、低成本的納米器件提供了新途徑。通過自組裝可以制備出高密度的納米線陣列、量子點和光子晶體等結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在太陽能電池、顯示器和傳感器等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。

自組裝技術(shù)作為一種新興的納米制造方法，在材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和電子器件等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。它不僅提供了一種全新的制造方法，還推動了多學(xué)科交叉融合和產(chǎn)業(yè)升級。隨著研究的深入，自組裝技術(shù)有望在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用。

（延伸閱讀作者：海南大學(xué) 周騰教授）

責(zé)任編輯：張鵬輝