Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Самостоятельное построение (значения) .
Самосборка липидов (а), белки (б) и (в) ДСН - циклодекстрин комплексы. SDS представляет собой поверхностно-активное вещество с углеводородным хвостом (желтый) и головкой SO 4 (синий и красный), в то время как циклодекстрин представляет собой сахаридное кольцо (зеленые атомы C и красные атомы O).
Изображение наночастицы оксида железа, полученное с помощью просвечивающей электронной микроскопии . Правильно расположенные точки внутри пунктирной границы - столбцы атомов Fe. Левая вставка - соответствующая электронограмма . Масштабная шкала: 10 нм. [1]
Наночастицы оксида железа можно диспергировать в органическом растворителе ( толуоле ). После его испарения, они могут самостоятельно собираться (левая и правая панели) в микронного размера mesocrystals ( в центре) или мультислоях (справа). Каждая точка на левом изображении представляет собой традиционный «атомный» кристалл, показанный на изображении выше. Масштабные линейки: 100 нм (слева), 25 мкм (в центре), 50 нм (справа). [1]
СТМ- изображение самоорганизующихся молекул Br 4 - пирена на поверхности Au (111) (вверху) и его модель (внизу; розовые сферы - атомы Br). [2]

Самосборка - это процесс, в котором неупорядоченная система ранее существовавших компонентов образует организованную структуру или паттерн в результате специфических, локальных взаимодействий между самими компонентами без внешнего направления. Когда составляющими компонентами являются молекулы, этот процесс называется самосборкой молекул .

АСМ- изображение самосборки молекул 2-аминотерефталевой кислоты на (104) -ориентированном кальците . [3]

Самосборку можно разделить на статическую или динамическую. При статической самосборке упорядоченное состояние формируется по мере приближения системы к равновесию , уменьшая ее свободную энергию . Однако в динамической самосборке паттерны ранее существовавших компонентов, организованных посредством конкретных локальных взаимодействий, обычно не описываются учеными в смежных дисциплинах как «самосборные». Эти структуры лучше описать как « самоорганизованные », хотя эти термины часто используются как синонимы.

Самосборка в химии и материаловедении [ править ]

Структура ДНК слева ( показана схематически ) будет самоорганизовываться в структуру, видимую с помощью атомно-силовой микроскопии справа.

Самосборку в классическом смысле можно определить как спонтанную и обратимую организацию молекулярных единиц в упорядоченные структуры посредством нековалентных взаимодействий . Первое свойство самоорганизующейся системы , что это определение предполагает , является спонтанность процесса самосборки: взаимодействие отвечает за формирование самоорганизующейся системы действуют на строго на местном уровне, иными словами, наноструктура строит себя .

Хотя самосборка обычно происходит между слабо взаимодействующими видами, эта организация может передаваться в сильно связанные ковалентные системы. Пример этого можно наблюдать в самосборке полиоксометаллатов . Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что такие молекулы собираются посредством механизма типа плотной фазы, посредством которого небольшие оксометалат-ионы сначала нековалентно собираются в растворе, а затем следует реакция конденсации, которая ковалентно связывает собранные единицы. [4] Этому процессу может способствовать введение шаблонных агентов для управления сформированными видами. [5] Таким образом, высокоорганизованные ковалентные молекулы могут быть образованы определенным образом.

Самособирающаяся наноструктура - это объект, который появляется в результате упорядочения и объединения отдельных наноразмерных объектов, руководствуясь каким-то физическим принципом.

Особенно противоречащим интуиции примером физического принципа, который может управлять самосборкой, является максимизация энтропии . Хотя энтропия традиционно ассоциируется с беспорядком , при подходящих условиях [6] энтропия может заставить наноразмерные объекты самоорганизовываться в целевые структуры контролируемым образом. [7]

Другой важный класс самосборки - это сборка в поле. Примером этого является явление электростатического захвата. В этом случае между двумя металлическими наноэлектродами прикладывается электрическое поле . Присутствующие в окружающей среде частицы поляризованы приложенным электрическим полем. Из-за дипольного взаимодействия с градиентом электрического поля частицы притягиваются к зазору между электродами. [8] Обобщения этого типа подхода, включающие различные типы полей, например, использование магнитных полей, использование капиллярных взаимодействий для частиц, захваченных на границах раздела, также сообщалось об упругих взаимодействиях для частиц, взвешенных в жидких кристаллах.

Независимо от механизма, приводящего в движение самосборку, люди используют подходы самосборки к синтезу материалов, чтобы избежать проблемы создания материалов по одному строительному блоку за раз. Избегать одноразовых подходов важно, потому что количество времени, необходимое для размещения строительных блоков в целевой структуре, недопустимо сложно для структур, имеющих макроскопические размеры.

Как только материалы макроскопического размера могут быть собраны самостоятельно, эти материалы могут найти применение во многих областях. Например, наноструктуры, такие как нановакуумные зазоры, используются для хранения энергии [9] и преобразования ядерной энергии. [10] Самособирающиеся перестраиваемые материалы являются многообещающими кандидатами на роль электродов с большой площадью поверхности в батареях и органических фотоэлектрических элементах, а также в микрофлюидных сенсорах и фильтрах. [11]

Отличительные особенности [ править ]

На этом этапе можно утверждать, что любая химическая реакция, заставляющая атомы и молекулы собираться в более крупные структуры, такие как осаждение , может попасть в категорию самосборки. Однако есть по крайней мере три отличительных черты, которые делают самостоятельную сборку отдельной концепцией.

Заказать [ редактировать ]

Во-первых, самособирающаяся структура должна иметь более высокий порядок, чем изолированные компоненты, будь то форма или конкретная задача, которую может выполнять самособирающийся объект. Обычно это неверно в химических реакциях , где упорядоченное состояние может переходить в неупорядоченное состояние в зависимости от термодинамических параметров.

Взаимодействия [ править ]

Второй важный аспектом самосборки является преобладающей ролью слабых взаимодействий (например , Ван - дер - Ваальса , капилляр , , водородными связей , или энтропийных сил ) по сравнению с более «традиционными» ковалентным, ионной или металлическими связями . Эти слабые взаимодействия важны при синтезе материалов по двум причинам. π - π {\displaystyle \pi -\pi }

Во-первых, слабые взаимодействия занимают важное место в материалах, особенно в биологических системах. Например, они определяют физические свойства жидкостей, растворимость твердых тел и организацию молекул в биологических мембранах. [12]

Во-вторых, помимо силы взаимодействий, взаимодействия с разной степенью специфичности могут управлять самосборкой. Самосборка, которая опосредуется взаимодействиями спаривания ДНК, представляет собой взаимодействия высочайшей специфичности, которые использовались для управления самосборкой. [13] С другой стороны, наименее специфические взаимодействия, возможно, обеспечиваются возникающими силами, возникающими в результате максимизации энтропии . [14]

Строительные блоки [ править ]

Третья отличительная черта самосборки состоит в том, что строительные блоки представляют собой не только атомы и молекулы, но и охватывают широкий спектр нано- и мезоскопических структур с различным химическим составом, функциональностью [15] и формами. [16]Исследование возможных трехмерных форм самособирающихся микритов исследует Платоновы твердые тела (правильные многогранные). Термин «микрит» был создан DARPA для обозначения микророботов субмиллиметрового размера , чьи способности к самоорганизации можно сравнить со способностями слизистой плесени . [17] [18] Недавние примеры новых строительных блоков включают многогранники и неоднородные частицы . [19] Примеры также включали микрочастицы со сложной геометрией, такие как полусферические, [20] димерные, [21] диски, [22] стержни, молекулы, [23]а также мультимеры. Эти наноразмерные строительные блоки, в свою очередь, могут быть синтезированы обычными химическими способами или другими стратегиями самосборки, такими как направленные энтропийные силы . Совсем недавно появились обратные подходы к проектированию, при которых можно исправить целевое самосборное поведение и определить соответствующий строительный блок, который будет реализовывать это поведение. [24]

Термодинамика и кинетика [ править ]

Самосборка в микроскопических системах обычно начинается с диффузии, за которой следует зарождение семян, последующий рост семян и заканчивается при созревании Оствальда . Свободная энергия термодинамического движения может быть либо энтальпией, либо энтропией, либо тем и другим. [25] В энтальпийном или энтропийном случае самосборка происходит через образование и разрыв связей [26], возможно, с нетрадиционными формами посредничества. Кинетика процесса самосборки обычно связана с диффузией , для которой скорость поглощения / адсорбции часто соответствует модели адсорбции Ленгмюра.которые в контролируемой диффузией концентрации (относительно разбавленный раствор) можно оценить по законам диффузии Фика . Скорость десорбции определяется прочностью связи поверхностных молекул / атомов с барьером тепловой энергии активации. Скорость роста - это конкуренция между этими двумя процессами.

Примеры [ править ]

Важные примеры самосборки в материаловедении включают образование молекулярных кристаллов , коллоидов , липидных бислоев , полимеров с разделением фаз и самоорганизующихся монослоев . [27] [28] Сворачивание полипептидных цепей в белки и сворачивание нуклеиновых кислот в их функциональные формы являются примерами самоорганизующихся биологических структур. Недавно была получена трехмерная макропористая структура путем самосборки производного дифенилаланина в криоусловиях, полученный материал может найти применение в области регенеративной медицины или системы доставки лекарств. [29]P. Chen et al. продемонстрировал микромасштабный метод самосборки с использованием границы раздела воздух-жидкость, созданной волной Фарадея в качестве шаблона. Этот метод самосборки можно использовать для создания разнообразных наборов симметричных и периодических узоров из материалов микромасштаба, таких как гидрогели , клетки и клеточные сфероиды. [30] Myllymäki et al. продемонстрировали образование мицелл, которые претерпевают изменение морфологии на волокна и, в конечном итоге, на сферы, и все это контролируется сменой растворителя. [31]

Свойства [ править ]

Самосборка расширяет сферу химии, стремясь синтезировать продукты с упорядоченными и функциональными свойствами, расширяя химические связи до слабых взаимодействий и охватывая самосборку наноразмерных строительных блоков во всех масштабах длины. [32] В ковалентном синтезе и полимеризации ученый связывает атомы вместе в любой желаемой конформации, которая не обязательно должна быть энергетически наиболее предпочтительным положением; самособирающиеся молекулы, с другой стороны, принимают структуру термодинамического минимума, находя наилучшую комбинацию взаимодействий между субъединицами, но не образуя ковалентных связей между ними. В самособирающихся структурах ученый должен предсказать этот минимум, а не просто разместить атомы в желаемом месте.

Другой характеристикой, присущей почти всем самосборным системам, является их термодинамическая стабильность . Чтобы самосборка происходила без вмешательства внешних сил, процесс должен приводить к более низкой свободной энергии Гиббса , поэтому самособирающиеся конструкции термодинамически более стабильны, чем отдельные, разобранные компоненты. Прямым следствием этого является общая тенденция самособирающихся структур быть относительно свободными от дефектов. Примером может служить образование двумерных сверхрешеток, состоящих из упорядоченного расположения полиметилметакрилата микрометрового размера.(ПММА) сферы, начиная с раствора, содержащего микросферы, в котором растворителю дают возможность медленно испаряться в подходящих условиях. В этом случае движущей силой является капиллярное взаимодействие, которое возникает из-за деформации поверхности жидкости, вызванной присутствием плавающих или погруженных частиц. [33]

Об этих двух свойствах - слабом взаимодействии и термодинамической стабильности - можно вспомнить, чтобы рационализировать другое свойство, часто встречающееся в самоорганизующихся системах: чувствительность к возмущениям.проявляется внешней средой. Это небольшие колебания, которые изменяют термодинамические параметры, которые могут привести к заметным изменениям в структуре и даже нарушить ее, во время или после самосборки. Слабый характер взаимодействий отвечает за гибкость архитектуры и позволяет перестраивать структуру в направлении, определяемом термодинамикой. Если флуктуации возвращают термодинамические переменные к исходному состоянию, структура, вероятно, вернется к своей исходной конфигурации. Это приводит нас к выявлению еще одного свойства самосборки, которое обычно не наблюдается в материалах, синтезированных другими методами: обратимость .

Самостоятельная сборка - это процесс, на который легко влияют внешние параметры. Эта функция может сделать синтез довольно сложным из-за необходимости контролировать множество свободных параметров. Тем не менее, самосборка имеет то преимущество, что можно получить большое разнообразие форм и функций во многих масштабах длины. [34]

Фундаментальным условием, необходимым для самосборки наноразмерных строительных блоков в упорядоченную структуру, является одновременное присутствие дальнодействующих сил отталкивания и короткодействующих сил притяжения. [35]

Выбирая прекурсоры с подходящими физико-химическими свойствами, можно точно контролировать процессы образования, которые создают сложные структуры. Очевидно, что наиболее важным инструментом при разработке стратегии синтеза материала является знание химического состава строительных элементов. Например, было продемонстрировано, что можно использовать диблок-сополимеры с различной реакционной способностью блоков, чтобы избирательно внедрять наночастицы маггемита и создавать периодические материалы с потенциальным использованием в качестве волноводов . [36]

В 2008 году было предложено, чтобы каждый процесс самосборки представлял собой совместную сборку, что делает первый термин неправильным. Этот тезис построен на концепции взаимного упорядочения самосборной системы и ее окружения. [37]

Самосборка в макроскопическом масштабе [ править ]

Наиболее распространенные примеры самосборки в макроскопическом масштабе можно увидеть на границах раздела между газами и жидкостями, где молекулы могут быть ограничены в наномасштабе в вертикальном направлении и распространяться на большие расстояния в поперечном направлении. Примеры самосборки на границах раздела газ-жидкость включают фигуры дыхания , самоорганизующиеся монослои и пленки Ленгмюра-Блоджетт , в то время как кристаллизация усов фуллерена является примером макроскопической самосборки между двумя жидкостями. [38] [39] Еще одним замечательным примером макроскопической самосборки является образование тонких квазикристаллов.на границе раздела воздух-жидкость, которая может быть образована не только неорганическими, но и органическими молекулярными единицами. [40] [41]

Процессы самосборки также можно наблюдать в системах макроскопических строительных блоков. Эти строительные блоки могут иметь внешний привод [42] или самоходные. [43] С 1950-х годов ученые создали системы самосборки, содержащие компоненты сантиметрового размера, начиная от пассивных механических частей и заканчивая мобильными роботами. [44] Для систем такого масштаба конструкцию компонентов можно точно контролировать. Для некоторых систем параметры взаимодействия компонентов являются программируемыми. Процессы самосборки могут быть легко отслежены и проанализированы самими компонентами или внешними наблюдателями. [45]

В апреле 2014 года пластик, напечатанный на 3D-принтере, был объединен с «умным материалом», который самособирается в воде [46], что привело к « 4D-печати ». [47]

Последовательные концепции самоорганизации и самосборки [ править ]

Люди регулярно используют термины « самоорганизация » и «самосборка» как синонимы. Однако по мере того, как наука о сложных системах становится все более популярной, возрастает потребность в четком различении различий между двумя механизмами, чтобы понять их значение в физических и биологических системах. Оба процесса объясняют, как коллективный порядок развивается из «динамических мелкомасштабных взаимодействий». [48]Самоорганизация - это неравновесный процесс, в котором самосборка - это спонтанный процесс, ведущий к равновесию. Самостоятельная сборка требует, чтобы компоненты оставались практически неизменными на протяжении всего процесса. Помимо термодинамической разницы между ними, существует также разница в образовании. Первое различие заключается в том, что «кодирует глобальный порядок целого» при самосборке, тогда как при самоорганизации это начальное кодирование не требуется. Еще одно небольшое отличие относится к минимальному количеству единиц, необходимых для оформления заказа. Самоорганизация предполагает минимальное количество единиц, тогда как самосборка - нет. Эти концепции могут иметь особое применение в связи с естественным отбором . [49] В конце концов, эти закономерности могут сформировать одну теориюформирование закономерностей в природе. [50]

См. Также [ править ]

  • Кристалл инженерия
  • Автопоэзис
  • Фильм Ленгмюра – Блоджетт
  • Нанотехнологии
  • Подборщик и складывающая машина
  • Самосборка наночастиц
  • 3D микротехнология § Самосворачивающиеся материалы

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Wetterskog E, Agthe M, Mayence A, Grins J, Wang D, Rana S и др. (Октябрь 2014 г.). «Точный контроль формы и размера нанокристаллов оксида железа, пригодных для сборки в упорядоченные массивы частиц» . Наука и технология перспективных материалов . 15 (5): 055010. Bibcode : 2014STAdM..15e5010W . DOI : 10.1088 / 1468-6996 / 15/5/055010 . PMC  5099683 . PMID  27877722 .
  2. ↑ Pham TA, Song F, Nguyen MT, Stöhr M (ноябрь 2014 г.). «Самосборка производных пирена на Au (111): влияние заместителей на межмолекулярные взаимодействия» . Химические коммуникации . 50 (91): 14089–92. DOI : 10.1039 / C4CC02753A . PMID 24905327 . 
  3. Перейти ↑ Kling F (2016). Диффузия и структурообразование молекул на кальците (104) (PhD). Университет Йоханнеса Гутенберга в Майнце .
  4. ^ Schreiber RE, Аврам L, Neumann R (январь 2018). «Самосборка посредством нековалентной предварительной организации реагентов: объяснение образования полифтороксометаллата». Химия . 24 (2): 369–379. DOI : 10.1002 / chem.201704287 . PMID 29064591 . 
  5. ^ Мирас HN, Купер ГДж, Лонг Д.Л., Bögge Н, Мюллер А, Streb С, Кронин л (январь 2010). «Обнаружение переходного шаблона в самосборке наноколеса молекулярного оксида». Наука . 327 (5961): 72–4. Bibcode : 2010Sci ... 327 ... 72M . DOI : 10.1126 / science.1181735 . PMID 20044572 . S2CID 24736211 .  
  6. ^ Ван Anders G, D Klotsa, Ахмед Н. К., Engel M, Glotzer SC (ноябрь 2014). «Понимание энтропии формы через локальную плотную упаковку» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (45): E4812-21. arXiv : 1309.1187 . Bibcode : 2014PNAS..111E4812V . DOI : 10.1073 / pnas.1418159111 . PMC 4234574 . PMID 25344532 .  
  7. ^ Гэн У, ван Андерс G, Додд П. М., Dshemuchadse Дж, Glotzer СК (июль 2019). «Инженерная энтропия для обратного дизайна коллоидных кристаллов из твердых форм» . Наука продвигается . 5 (7): eaaw0514. arXiv : 1712.02471 . Bibcode : 2019SciA .... 5..514G . DOI : 10.1126 / sciadv.aaw0514 . PMC 6611692 . PMID 31281885 .  
  8. ^ Безрядин А, Вестервелт Р. М., Тинкхи М (1999). «Самоорганизованные цепочки графитированных углеродных наночастиц». Письма по прикладной физике . 74 (18): 2699–2701. arXiv : cond-mat / 9810235 . Bibcode : 1999ApPhL..74.2699B . DOI : 10.1063 / 1.123941 . S2CID 14398155 . 
  9. ^ Лион D, Hubler A (2013). «Зависимость диэлектрической прочности в нановакуумных зазорах от размера зазора». IEEE Transactions по диэлектрикам и электроизоляции . 20 (4): 1467–1471. DOI : 10,1109 / TDEI.2013.6571470 . S2CID 709782 . 
  10. Перейти ↑ Shinn E (2012). «Преобразование ядерной энергии с помощью стопок графеновых наноконденсаторов». Сложность . 18 (3): 24–27. Bibcode : 2013Cmplx..18c..24S . DOI : 10.1002 / cplx.21427 .
  11. ^ Демортьер А., Снежко А., Сапожников М. В., Беккер Н., Просльер Т., Арансон И. С. (2014). «Самособирающиеся перестраиваемые сети липких коллоидных частиц» . Nature Communications . 5 : 3117. Bibcode : 2014NatCo ... 5.3117D . DOI : 10.1038 / ncomms4117 . PMID 24445324 . 
  12. ^ Israelachvili JN (2011). Межмолекулярные и поверхностные силы (3-е изд.). Эльзевир.
  13. ^ Джонс MR, Симэн NC, Миркин CA (февраль 2015). «Наноматериалы. Программируемые материалы и природа связи ДНК» . Наука . 347 (6224): 1260901. DOI : 10.1126 / science.1260901 . PMID 25700524 . 
  14. ^ Ван Anders G, D Klotsa, Ахмед Н. К., Engel M, Glotzer SC (ноябрь 2014). «Понимание энтропии формы через локальную плотную упаковку» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (45): E4812-21. arXiv : 1309.1187 . Bibcode : 2014PNAS..111E4812V . DOI : 10.1073 / pnas.1418159111 . PMC 4234574 . PMID 25344532 .  
  15. ^ Glotzer SC, Solomon MJ (август 2007). «Анизотропия строительных блоков и их сборка в сложные конструкции». Материалы природы . 6 (8): 557–62. DOI : 10.1038 / nmat1949 . PMID 17667968 . 
  16. ↑ van Anders G, Ahmed NK, Smith R, Engel M, Glotzer SC (январь 2014 г.). «Энтропически неоднородные частицы: инженерная валентность через энтропию формы». САУ Нано . 8 (1): 931–40. arXiv : 1304,7545 . DOI : 10.1021 / nn4057353 . PMID 24359081 . S2CID 9669569 .  
  17. ^ Solem JC (2002). «Самособирающиеся микриты на основе Платоновых тел» . Робототехника и автономные системы . 38 (2): 69–92. DOI : 10.1016 / s0921-8890 (01) 00167-1 .
  18. ^ Trewhella J, Solem JC (1998). «Направления будущих исследований для Лос-Аламоса: взгляд со стороны стипендиатов Лос-Аламоса» (PDF) . Отчет Лос-Аламосской национальной лаборатории LA-UR-02-7722 : 9.
  19. ^ Glotzer SC, Solomon MJ (август 2007). «Анизотропия строительных блоков и их сборка в сложные конструкции». Материалы природы . 6 (8): 557–62. DOI : 10.1038 / nmat1949 . PMID 17667968 . 
  20. ^ Хосейн ID Лидделл CM (август 2007). «Конвективно собранные несферические коллоидные кристаллы на основе шляпки грибов». Ленгмюра . 23 (17): 8810–4. DOI : 10.1021 / la700865t . PMID 17630788 . 
  21. ^ Хосейн ID, Liddell CM (октябрь 2007). «Конвективно собранные асимметричные коллоидные кристаллы на основе димеров». Ленгмюра . 23 (21): 10479–85. DOI : 10.1021 / la7007254 . PMID 17629310 . 
  22. ↑ Lee JA, Meng L, Norris DJ, Scriven LE, Tsapatsis M (июнь 2006 г.). «Коллоидные кристаллические слои гексагональных нанопластин путем конвективной сборки». Ленгмюра . 22 (12): 5217–9. DOI : 10.1021 / la0601206 . PMID 16732640 . 
  23. ^ Garcia JC, Justo JF, Мачадо WV, Assali LV (2009). «Функционализированный адамантан: строительные блоки для самосборки наноструктур». Phys. Rev. B . 80 (12): 125421. arXiv : 1204.2884 . Bibcode : 2009PhRvB..80l5421G . DOI : 10.1103 / PhysRevB.80.125421 . S2CID 118828310 . 
  24. ^ Гэн У, ван Андерс G, Додд П. М., Dshemuchadse Дж, Glotzer СК (июль 2019). «Инженерная энтропия для обратного дизайна коллоидных кристаллов из твердых форм» . Наука продвигается . 5 (7): eaaw0514. arXiv : 1712.02471 . Bibcode : 2019SciA .... 5..514G . DOI : 10.1126 / sciadv.aaw0514 . PMC 6611692 . PMID 31281885 .  
  25. ^ Ван Anders G, D Klotsa, Ахмед Н. К., Engel M, Glotzer SC (ноябрь 2014). «Понимание энтропии формы через локальную плотную упаковку» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (45): E4812-21. arXiv : 1309.1187 . Bibcode : 2014PNAS..111E4812V . DOI : 10.1073 / pnas.1418159111 . PMC 4234574 . PMID 25344532 .  
  26. ↑ Harper ES, van Anders G, Glotzer SC (август 2019). «Энтропийная связь в коллоидных кристаллах» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 116 (34): 16703–16710. Bibcode : 2019PNAS..11616703H . DOI : 10.1073 / pnas.1822092116 . PMC 6708323 . PMID 31375631 .  
  27. ^ Уайтсайдс GM, Boncheva M (апрель 2002). «За пределами молекул: самосборка мезоскопических и макроскопических компонентов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (8): 4769–74. Bibcode : 2002PNAS ... 99.4769W . DOI : 10.1073 / pnas.082065899 . PMC 122665 . PMID 11959929 .  
  28. ↑ Whitesides GM, Kriebel JK, Love JC (2005). «Молекулярная инженерия поверхностей с использованием самоорганизующихся монослоев» (PDF) . Научный прогресс . 88 (Pt 1): 17–48. CiteSeerX 10.1.1.668.2591 . DOI : 10.3184 / 003685005783238462 . PMID 16372593 . S2CID 46367976 .    
  29. ^ Берилло D, Mattiasson B, Галаев И.Ю., Kirsebom H (февраль 2012). «Формирование макропористых самоорганизующихся гидрогелей путем криогелирования Fmoc-Phe-Phe». Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 368 (1): 226–30. Bibcode : 2012JCIS..368..226B . DOI : 10.1016 / j.jcis.2011.11.006 . PMID 22129632 . 
  30. ^ Chen P, Ло Z, Güven S, S Tasoglu, Ganesan А.В., Вэн A, Demirci U (сентябрь 2014). «Микромасштабная сборка, управляемая шаблоном на жидкой основе» . Современные материалы . 26 (34): 5936–41. DOI : 10.1002 / adma.201402079 . PMC 4159433 . PMID 24956442 .  
  31. ^ Myllymäki ТТ, Ян Н, Лильестром В, Kostiainen М.А., Малхо Ю.М., Чжу ХХ, Ikkala вывода (сентябрь 2016). «Асимметричное звездообразное производное желчной кислоты, связывающее водородные связи, приводит к супрамолекулярным фибриллярным агрегатам, которые сворачиваются в микрометровые сферы» . Мягкая материя . 12 (34): 7159–65. Bibcode : 2016SMat ... 12.7159M . DOI : 10.1039 / C6SM01329E . PMC 5322467 . PMID 27491728 .  
  32. ^ Ozin Г.А., Arsenault AC (2005). Нанохимия: химический подход к наноматериалам . Кембридж: Королевское химическое общество. ISBN 978-0-85404-664-5.
  33. ^ Велев ОД, Denkov Н.Д., Kralchevsky П.А., Иванов И.Б., Йошимура Н, Нагаяма К (1992). «Механизм образования двумерных кристаллов из латексных частиц на подложках». Ленгмюра . 8 (12): 3183–3190. DOI : 10.1021 / la00048a054 .
  34. ^ Lehn JM (март 2002). «К самоорганизации и сложному делу» . Наука . 295 (5564): 2400–3. Bibcode : 2002Sci ... 295.2400L . DOI : 10.1126 / science.1071063 . PMID 11923524 . S2CID 37836839 .  
  35. ^ Forster PM, Cheetham AK (2002). «Сукцинат никеля с открытым каркасом, [Ni 7 (C 4 H 4 O 4 ) 6 (OH) 2 (H 2 O) 2 ] ⋅2H 2 O: новый гибридный материал с трехмерной связью Ni-O-Ni» . Angewandte Chemie International Edition . 41 (3): 457–459. DOI : 10.1002 / 1521-3773 (20020201) 41: 3 <457 :: АИД-ANIE457> 3.0.CO; 2-З .
  36. ^ Гасит О, Халфин R, Y Коэна, Танненбаум R (2009). «Самособирающиеся диблочные сополимерные« нанореакторы »как« катализаторы »синтеза металлических наночастиц». Журнал физической химии C . 113 (2): 576–583. DOI : 10.1021 / jp807668h .
  37. ^ Uskokovic V (сентябрь 2008). «Разве самосборка не является неправильным термином? Междисциплинарные аргументы в пользу совместной сборки». Достижения в коллоидной и интерфейсной науке . 141 (1–2): 37–47. DOI : 10.1016 / j.cis.2008.02.004 . PMID 18406396 . 
  38. ^ Ariga K, Hill JP, Ли М.В., Vinu A, Charvet R, Ачарья S (январь 2008). «Вызовы и открытия в недавних исследованиях самосборки» . Наука и технология перспективных материалов . 9 (1): 014109. Bibcode : 2008STAdM ... 9a4109A . DOI : 10.1088 / 1468-6996 / 9/1/014109 . PMC 5099804 . PMID 27877935 .  
  39. ^ Арига К, Нисикава М, Мори Т, Такея Дж, Шреста Л.К., Хилл JP (2019). «Самосборка как ключевой игрок в наноархитектонике материалов» . Наука и технология перспективных материалов . 20 (1): 51–95. Bibcode : 2019STAdM..20 ... 51A . DOI : 10.1080 / 14686996.2018.1553108 . PMC 6374972 . PMID 30787960 .  
  40. ^ Талапин Д.В., Шевченко Е.В., Боднарчук М.И., Е X, Чен Дж, Мюррей CB (октябрь 2009 г.). «Квазикристаллический порядок в самоорганизующихся бинарных сверхрешетках наночастиц». Природа . 461 (7266): 964–7. Bibcode : 2009Natur.461..964T . DOI : 10,1038 / природа08439 . PMID 19829378 . S2CID 4344953 .  
  41. ↑ Nagaoka Y, Zhu H, Eggert D, Chen O (декабрь 2018). «Однокомпонентные квазикристаллические нанокристаллические сверхрешетки посредством гибкого правила разбиения многоугольника» . Наука . 362 (6421): 1396–1400. Bibcode : 2018Sci ... 362.1396N . DOI : 10.1126 / science.aav0790 . PMID 30573624 . 
  42. ^ Хосокава K, Shimoyama I, Миура H (1994). «Динамика самосборных систем: аналогия с химической кинетикой». Искусственная жизнь . 1 (4): 413–427. DOI : 10.1162 / artl.1994.1.413 .
  43. ^ Грос R, BONANI M, Mondada F, Dorigo M (2006). «Автономная самосборка в роевых ботах» . IEEE Transactions по робототехнике . 22 (6): 1115–1130. DOI : 10.1109 / TRO.2006.882919 . S2CID 606998 . 
  44. Перейти ↑ Groß R, Dorigo M (2008). «Самосборка в макроскопическом масштабе». Труды IEEE . 96 (9): 1490–1508. CiteSeerX 10.1.1.145.8984 . DOI : 10.1109 / JPROC.2008.927352 . S2CID 7094751 .  
  45. ↑ Stephenson C, Lyon D, Hübler A (февраль 2017 г.). «Топологические свойства самосборной электрической сети с помощью расчетов ab initio» . Научные отчеты . 7 : 41621. Bibcode : 2017NatSR ... 741621S . DOI : 10.1038 / srep41621 . PMC 5290745 . PMID 28155863 .  
  46. ^ Д'Монте, Лесли (7 мая 2014 г.) Индийский рынок видит многообещающие 3D-принтеры . livemint.com
  47. ^ Появление «4D печати» . ted.com (февраль 2013 г.)
  48. ^ Halley JD, Винклер Д. (2008). «Последовательные концепции самоорганизации и самосборки» . Сложность . 14 (2): 10–17. Bibcode : 2008Cmplx..14b..10H . DOI : 10.1002 / cplx.20235 .
  49. ^ Halley JD, Winkler DA (май 2008). «Критично-подобная самоорганизация и естественный отбор: две грани единого эволюционного процесса?». Биосистемы . 92 (2): 148–58. DOI : 10.1016 / j.biosystems.2008.01.005 . PMID 18353531 . Мы утверждаем, что критическая динамика относительно легко самоорганизуется в неравновесных системах и что в биологических системах такая динамика служит шаблоном, на котором естественный отбор строит дальнейшие разработки. Эти критико-подобные состояния могут быть изменены естественным отбором двумя фундаментальными способами, отражающими избирательное преимущество (если таковое имеется) наследственных вариаций либо среди участников лавины, либо среди целых систем. 
  50. ^ Halley JD, Винклер Д. (2008). «Последовательные концепции самоорганизации и самосборки» . Сложность . 14 (2): 15. Bibcode : 2008Cmplx..14b..10H . DOI : 10.1002 / cplx.20235 . [...] возможно, однажды станет возможным объединить эти механизмы формирования рисунка в единую общую теорию формирования рисунка в природе.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Whitesides GM, Grzybowski B (март 2002 г.). «Самостоятельная сборка на все масштабы». Наука . 295 (5564): 2418–21. Bibcode : 2002Sci ... 295.2418W . DOI : 10.1126 / science.1070821 . PMID  11923529 . S2CID  40684317 .
  • Damasceno PF, Engel M, Glotzer SC (июль 2012 г.). «Прогнозирующая самосборка многогранников в сложные конструкции». Наука . 337 (6093): 453–7. Bibcode : 2012Sci ... 337..453D . CiteSeerX  10.1.1.455.6962 . DOI : 10.1126 / science.1220869 . PMID  22837525 . S2CID  7177740 .
  • Ротемунд П. У., Пападакис Н., Винфри Е. (декабрь 2004 г.). «Алгоритмическая самосборка треугольников Серпинского ДНК» . PLOS Биология . 2 (12): e424. DOI : 10.1371 / journal.pbio.0020424 . PMC  534809 . PMID  15583715 .
  • Стивенс А.Д. (1977). «Ведение цистинурии в 1976 году» . Труды Королевского медицинского общества . 70 Дополнение 3 (3_suppl): 24–6. DOI : 10.1177 / 00359157770700S310 . PMC  1543588 . PMID  122665 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Куниаки Нагаяма, Freeview Video «Самосборка: природный способ сделать это» , лекция Королевского института, проведенная Vega Science Trust.
  • Бумажная молекулярная самосборка
  • Wiki: C2 Self Assembly с точки зрения компьютерного программирования .
  • Пелеско, Дж. А., (2007) Самостоятельная сборка: наука о вещах, которые соединяются вместе, Чепмен и Холл / CRC Press.
  • Краткая страница о самосборке в Университете Делавэра Self Assembly
  • Структура и динамика органических наноструктур.
  • Металлоорганические координационные сети олигопиридинов и Cu на графите