Chem. Asian J. ：卤素作用驱动的低分子量凝胶的研究进展

与非共价作用氢键相似，卤键在自组装领域也具有出色表现，被誉为氢键“失散己久的兄弟”。由于其独特的方向性、疏水性、可调控性和选择性，卤键作用已成为晶体工程、材料化学、生物科学等领域重要的超分子构筑工具（图1）。大量研究表明，卤键可作为低分子量凝胶的自组装驱动力，为其在传感、防伪、信息存储、生物等领域的应用奠定了基础。然而，相对于理论丰富与应用成熟的氢键驱动的低分子量凝胶体系来说，当前对卤键驱动的低分子量凝胶的研究还处于初级阶段。

图1 卤键作用驱动的低分子量凝胶的应用领域示意图

近日，华中科技大学廖永贵教授团队和江西师范大学王晶博士详细总结了近年来卤键作用驱动低分子量凝胶的研究进展。根据凝胶因子组成成分的数量不同，将凝胶体系分为单组份和多组分凝胶两大类，并介绍了卤键与其他非共价相互作用的关系以及卤键凝胶的应用领域。在单组分体系中，卤素的引入对低分子量凝胶在有机溶剂或极性水中的自组装有显著影响，是一种调节凝胶性质的有效策略。卤素取代基的电子吸收特性和重原子效应有利于增强卤代物的分子间相互作用。大多数报道的单组分卤素键凝胶是通过在非凝胶或弱凝胶上引入卤素原子来实现的。多组分低分子量凝胶是由互补的卤素键给体和受体单元的混合物共组装而成。由于卤键给受体的相对独立性，多组分凝胶体系具有选择广泛、合成简单、功能可调等优势，可以克服单组分凝胶体系的一些固有局限并有所创新，从而在实际应用中更好地满足功能材料的构筑。此外，作者还对卤素作用驱动的低分子量凝胶目前面临的挑战和未来的发展前景进行了讨论与展望。

虽然满足实际应用要求的卤键驱动低分子量凝胶的研究还处于起步阶段，但显然卤键是一种潜在、强大的构筑超分子的工具。在未来几年，卤键驱动的低分子量凝胶将为软材料的构筑添加新的选择，必将有更多令人神往的应用。

论文信息

A Review on Low-Molecular-Weight Gels Driven by Halogen-Effect

Yuping Zhang, Jing Wang, Yonggui Liao, and Xiaolin Xie

文章第一作者为华中科技大学的张玉苹博士。

Chemistry – An Asian Journal

DOI: 10.1002/asia.202300097