《Organic Nanostructures》书评

华南理工大学化学与化工学院 孙志红

一、概述

《Organic Nanostructures》由Wiley-VCH出版社出版于2008年，作者为Jerry Lee Atwood和Jonathan W. Steed。本书聚焦当前受到广泛关注的纳米结构和分子组装等热点领域，主要介绍了人工光化学器件、互锁结构、金属有机框架材料、纳米管、分子凝胶、纳米晶体以及有机金属聚集体等研究领域。本书可供从事有机纳米材料相关领域的研究人员参考。

二、内容简介

本书一共14章，各章具体内容如下：

第一章 人工光化学器件和机器

本章主要介绍了分子器件和分子机器在光化学领域的应用。随着超分子化学近几十年的蓬勃发展，科研人员一直希望将宏观器件和机器的概念推广到分子层面。光与物质的相互作用有助于构筑超分子光化学器件，进而实现其在能量转移和催化等领域的应用。本章首先介绍了分子光化学和超分子光化学涉及的基本概念，紧接着列举了光诱导下的能量和电子转移的几个应用方向，包括分子导线、光捕获天线、人工分子机器以及纳米机器等。

第二章 轮烷作为配体用于分子机器和金属有机框架材料

互锁结构如轮烷和索烃通过机械键而非共价键连接其互锁的两个分子，因此其构筑的有机纳米结构有一定的运动自由度，可以用于构筑分子机器。本章首先介绍了不同轮烷的制备方法，继而介绍了其作为配体在分子机器和金属有机框架材料领域的应用。

第三章 阴离子模板策略用于互锁结构组装

本章主要介绍了通过超分子阴离子识别的模板效应来实现假轮烷、轮烷和索烃的有序组装，从而构筑更加复杂的分子机器体系。

第四章 基于杯芳烃的合成纳米管

合成纳米管代表了一类新颖的分子容器，可以实现离子传输、纳米导线、反应容器以及分离储存等功能。而杯芳烃作为第四代大环主体材料，可以识别众多离子和中性客体，并易于构筑分子容器。本章以杯芳烃为代表，主要简述了基于主客体作用实现合成纳米管在气体分离方向的应用。

第五章 分子凝胶-纳米结构的软物质

分子凝胶是通过分子分级自组装形成的纳米聚集体。本章围绕分子凝胶的定义、制备、表征手段以及凝胶因子展开叙述，并简述了分子凝胶在润滑、组织工程、药物传递以及传感导电等方向的应用。

第六章 纳米多孔晶体、共晶、异构体和多晶型

本章主要介绍通过自下而上策略构筑结晶聚集体的策略。具体内容包括多孔配位框架晶体材料用于小分子吸附分离的应用、有机-有机金属和无机-有机金属共晶杂化材料的制备，以及多晶型的研究。

第七章 基于有机金属半三明治金属复合物的超分子材料

本章简述了基于大环、配位分子笼、螺旋配合物和团簇的半三明治金属复合物及其独特的主客体作用。

第八章 包合化学中的自组装空心金属笼

本章介绍了两类自组装球形分子笼：生物大分子分子笼和聚合物胶束，并以M₁₂L₂₄分子笼为例，介绍了其组装过程、官能团化处理以及在吸附金属离子、聚合反应、光响应等领域的应用。

第九章 多核配位金属笼

本章以双齿吡唑和吡啶配体为代表，介绍了一系列通过配位组装形成的多核配位金属笼。

第十章 基于有机金属框架（MOFs）的周期纳米材料：通往类沸石金属有机框架（ZMOFs）

多孔金属有机框架材料在离子交换、气体存储、分离以及催化领域均有较大的应用前景。本章首先概述了金属-有机复合物的发展历史和代表性配合物，继而介绍了二维和三维类沸石金属-有机框架材料的合成以及后修饰。

第十一章 多金属氧酸盐纳米胶囊：从结构到功能

本章简要介绍了多金属氧酸盐的研究背景和几类典型代表分子。空腔和孔的特性赋予了多金属氧酸盐纳米胶囊独特的反应环境和主客体作用，并展现出其在催化和生物体系广阔的应用前景。

第十二章 疏水效应组装的纳米胶囊

本章主要介绍了基于雷锁杯芳烃的穴状分子通过疏水作用二聚形成分子胶囊，并简述了该分子胶囊内部独特的光物理和光化学性能及其在烃类气体分离方向的应用。

第十三章 有机固体反应性纳米技术的机会：纳米共晶和分子胶囊

本章介绍了通过分子模板调控有机固体的反应性。声化学方法可以有效克服成核和晶体生长的困难，从而成果合成出基于模板的纳米共晶材料。

第十四章 有机分子胶囊

本章介绍了六代有机分子胶囊，并指出合理的分子设计对于获得精妙的纳米结构的重要性。

三、编写特点

 本书最大的特色在于邀请了纳米研究领域前沿方向的顶级专家就他们的研究前沿方向进行综述。本书的内容虽然有一定的交叉，但各章节内容非常专业且全面，详略得当。鉴于纳米材料学科的高度交叉性，来自不同背景的作者从各自独特的视角出发切入其研究方向，这对初入此领域的研究人员把握研究思路和方向非常有帮助。

本馆索书号：O56/O68