芳香胶束封装多孔芳香聚合物构建水溶性巨型多腔宿主及其主客体功能研究

这篇研究报道了通过芳香胶束（aromatic micelles）封装不溶性多孔芳香/聚芳烃聚合物（PAPs），成功制备了尺寸约100 nm的水溶性巨型多腔宿主。该复合物可通过离心过滤实现高度单分散分离，并展现出对烃类分子的腔依赖性包载能力。共包载烃类与荧光染料可形成独特四元主客体复合物，实现染料发射增强（最高9倍）。该策略将不溶性多孔材料功能从固态拓展至溶液态，为存储、传感和催化应用开辟了新途径。

　　

芳香胶束封装构建水溶性多腔宿主
多孔芳香/聚芳烃聚合物（PAPs）因其无限延伸的网格框架和高稳定性成为理想的多腔材料，但完全不可溶性限制了其溶液态应用。本研究创新性地采用弯曲芳香两亲分子（如含蒽环的AA和五甲基苯基的PBS）形成芳香胶束，通过研磨-超声法将PAPs（如吡啶-苯基聚合物PBP）封装为水溶性复合物。动态光散射（DLS）和电子显微镜证实其形成约100 nm的球形颗粒，多分散指数（PDI）低至0.07，突破传统PAPs难以单分散分析的瓶颈。

尺寸分级与结构特性
通过离心-过滤分级技术，复合物可分离为不同尺寸组分（如初始溶液137 nm→分级A 107 nm→分级B 92 nm），且紫外吸收峰蓝移与粒径减小呈线性相关。分子模拟显示单个PBP颗粒（90 nm³）表面可覆盖约2×10⁴个AA分子，通过π-π和CH-π相互作用稳定存在。对比线性烷基两亲分子（如SDS），芳香胶束的封装效率提升7.5倍以上。

烃类分子的高效包载
溶液态核磁共振（¹H NMR）首次观测到多腔宿主对正癸烷（Dec）的包载：信号显著高场位移（Δ>0.6 ppm），扩散系数（logD=-11.4）表明Dec被限制在约100 nm腔体内。荧光分析显示包载后PBP发射蓝移22 nm且量子产率提升5.7倍（Φ_F=3%→17%），环癸烷（cDec）共包载更使发射增强8.7倍（Φ_F=26%）。竞争实验证实PBP对直链烷烃的选择性达92%，优于苯基聚合物BBP或纯吡啶聚合物PPP。

荧光染料共包载与四元复合物构建
通过研磨-超声法将疏水荧光染料（如橙红色DCM和绿光6T）包载至多腔宿主，形成三元复合物。染料发射显著蓝移（DCM Δλ=-86 nm），且与烃类共包载后量子产率进一步提升（DCM+cDec达26%，增强9倍）。这种四元复合物的发射增强源于环烷烃对染料-吡啶堆叠的抑制，为溶液态荧光传感提供了新思路。

应用前景与拓展性
该策略首次实现了PAPs在溶液态的主客体功能调控，未来可拓展至共价有机框架（COFs）和金属有机框架（MOFs）等不溶性多孔材料。通过精确控制多腔尺寸和化学环境，这类水溶性宿主在分子分离、荧光标记和催化载体等领域具有广阔潜力。