分子光動力控制釋放納米器件研制成功

最近，中科院上海硅酸鹽研究所成功構筑了分子光動力控制釋放納米器件，該納米器件有望在醫學診斷、藥物輸送、化學過程控制與檢測等方面獲得應用。該工作為上海硅酸鹽研究所研究員祝迎春與日本AIST研究結構研究員Fujiwara Masahiro共同協作完成，研究工作作為“Hot Paper”發表在國際著名雜志德國《應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed，2007， 46， 2241－2244，2006年影響因子10.232)上，并已申報ZL一項。
 
分子材料由于尺寸微小，分子運動在宏觀環境下通常難以產生有效的作用，但在納米尺度的微器件上，如在納米孔的微小空間內，分子運動足以主導納米空間內的物理和化學過程。偶氮類化合物能夠發生快速、穩定、連續可逆的光異構化運動，如果將其分子的一端固定，該分子的另一端將圍繞N-N鍵發生旋轉－翻轉運動。在紫外光作用下，偶氮化合物反式結構異構吸收紫外光轉化為順式結構，可見光或加熱條件下則由順勢結構變為反式結構，在紫外－可見光的同時作用下，偶氮分子將發生連續的旋轉－翻轉運動。研究人員合成了偶氮苯類化合物N-(3-triethoxysilyl)propyl-4-phenylazobenzamide，并通過－Si－O－鍵將該分子的一端固定于介孔壁，介孔內的偶氮分子在紫外－可見光的作用下，通過調節光源能夠有效控制介孔內膽固醇分子的釋放速率，并實現了膽固醇的快速釋放。通過在介孔口部進一步組裝具有光控開關分子，構筑了具有光控開關功能、光動力控釋功能的納米存儲器件。
 
研究表明，通過化學方法能夠將功能分子與納米結構組裝為一體，實現納米器件的多功能化；通過光化學反應機理，在紫外－可見光的作用下控制納米裝置的各個部件，從而完成特定的功能。該工作對探索納米科技新的研究方法與實驗技術，建立新的納米體系，探討納米材料與器件的多種可能應用具有一定的意義。