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　　在自然界，特別是生物體系中，基于分子自組裝所形成的有序結(jié)構(gòu)的尺度可以從微觀、介觀一直跨越到宏觀。從結(jié)構(gòu)上來說，任何宏觀尺度的生命體，都在極其微小的微觀尺度上保持著高度的有序性，并且這種多層次的有序性又貫穿于整個宏觀尺度。而對于超分子科學的研究來說，通過超分子自組裝，使用有機小分子來構(gòu)筑在整個宏觀尺度上具備多層次、高度有序的微觀結(jié)構(gòu)的組裝體，還是非常困難的事情。在國家自然科學基金委和科技部的大力支持下，在中國科學院力學研究所和中國科學院化學研究所高分子物理與化學國家重點實驗室的協(xié)作下，中國科學院化學研究所膠體界面與化學熱力學院重點實驗室的科研人員對基于非共價鍵，從微觀有序到宏觀多層次有序進行了探索，制備了超分子自組裝納米管，將這些納米管紡成了米尺度的絲，并且發(fā)現(xiàn)這些基于非共價鍵、且具有規(guī)整多層次結(jié)構(gòu)的一維材料的力學性能足以媲美很多共價高分子材料。這一成果受到國際同行的高度評價，被認為是超分子自組裝領(lǐng)域的重要突破（a very significant breakthrough）。 

　　在這一研究中，研究人員首先通過超分子自組裝，在水溶液中將結(jié)構(gòu)很簡單的有機小分子（L-組氨酸頭基的Bola型兩親分子）組裝成超分子納米管。然后再使用紡紗的方法，將這些直徑40納米左右的超分子納米管紡織成直徑有幾個微米而長度可接近一米的細絲。這一宏觀尺度的組裝體由成千上萬根平行排列的超分子納米管組成，不但具有高度有序的多層次結(jié)構(gòu)，更能對精細的物質(zhì)傳輸發(fā)揮作用。比如，溶于甲苯中卟啉分子可在其中定向傳遞超過一個厘米的距離。力學測試表明，這些基于非共價鍵、且具有規(guī)整多層次結(jié)構(gòu)的宏觀尺度的一維材料具有優(yōu)良力學性能。其平均拉伸強度為50MPa左右，而楊氏模量則能達到6.8–9.9GPa的范圍。這一強度絲毫不遜于多種共價高分子材料以及生物材料（Adv. Mater. 2013,25, 5875–5879）。 

　　盡管全部基于共價鍵的碳納米管已經(jīng)被成功紡織成宏觀尺度的絲。但是對于非常重要的一維納米材料——自組裝超分子納米管來說，用紡紗的方法，將其構(gòu)筑成宏觀尺度的絲，還一直被認為是極端困難的。這是因為基于自組裝的超分子體系非常柔軟，其力學強度往往不能使其實現(xiàn)自支持。而在這一研究中，研究人員通過使用巧妙設(shè)計的有機小分子，借助多重的氫鍵和疏水作用，實現(xiàn)了具有很高力學強度的宏觀尺度的超分子自組裝。