基于毛细管主动穿线机制的聚轮烷高效合成新策略

来自日本的研究人员开发了一种利用毛细管作为流动反应器的聚轮烷(PRs)合成新策略。该研究通过调控聚乙二醇(PEG)与γ-环糊精(γ-CD)在毛细管中的流动动力学，突破了传统主客体(host-guest)相互作用的热力学平衡限制。实验证明，当毛细管直径小于300μm时，溶液流动可显著加速γ-CD的穿线速率并增加参与PRs形成的环糊精数量，为可控组装动态多层结构提供了新思路。

　　

这项突破性研究展示了如何利用毛细管微流控技术实现聚轮烷(PRs)的高效合成。研究人员创新性地采用毛细管作为流动反应器，通过精确控制聚乙二醇(PEG)在γ-环糊精(γ-CD)溶液中的流动动力学，成功突破了传统主客体(host-guest)相互作用的热力学平衡限制。

实验发现，当将流动溶液限制在直径小于300μm的毛细管中时，溶液薄层会产生独特的动态多层结构。这种结构能将溶液的线性流动动能转化为促进γ-CD穿线PEG链的有效驱动力，使穿线速率提升达数量级水平。通过系统优化毛细管直径、长度和流速等参数，研究人员实现了对PRs组装过程的精准调控。

该技术为制备具有精确结构的机械互锁分子提供了新范式，在药物递送载体、分子机器等生物医学领域展现出重要应用前景。特别值得注意的是，这种非平衡态(non-equilibrium)合成策略可能为其他超分子组装体系提供普适性方法学指导。