摘要：水表面的化学性质以反应活性增强、选择性明显和反应几何形状受限为特征，为化学和材料合成提供了巨大的潜力。然而，目前对稳定的气-水界面的要求限制了水表面合成的应用，限制了其更广泛的合成应用。

水表面的化学性质以反应活性增强、选择性明显和反应几何形状受限为特征，为化学和材料合成提供了巨大的潜力。然而，目前对稳定的气-水界面的要求限制了水表面合成的应用，限制了其更广泛的合成应用。

2024年12月3日，德国德累斯顿工业大学/上海交通大学冯新亮院士在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Mimicking on-water surface synthesis through micellar interfaces》的研究论文，Anupam Prasoon为论文第一作者，冯新亮院士为论文通讯作者。

冯新亮，德国德累斯顿工业大学首席教授，上海交通大学化学化工学院特聘教授，德国马普高分子研究所杰出课题组组长，欧洲科学院院士（2019年，39岁），德国工程院院士（2021），德国科学院Leopoldina化学部院士（2024）（最年轻的“三院”院士之一）。

1980年出生，2001年本科毕业于中国地质大学（武汉），2004年获得上海交通大学硕士学位，2008年获得德国马普高分子研究所博士学位。2007年任德国马普高分子研究所课题组组长，2011年任上海交通大学化学化工学院特聘教授，2012年任德国马普高分子研究所杰出课题组组长。现担任德国德累斯顿工业大学首席教授，也是在德国获得化学学科终身教职的华人第一人。

冯新亮院士目前的研究领域包括新型聚合物的合成方法，有机和聚合物合成，界面化学，π共轭体系的超分子化学，自下而上合成碳纳米结构和石墨烯纳米带，有机二维晶体，包括二维（超分子）聚合物，二维共轭聚合物和用于光电子，自旋电子学，分子量子和计算器件的二维共轭金属有机框架，二维晶体的电化学剥离，石墨烯和二维材料的能量存储和转换，新能源器件和技术。

研究成果在国际学术界产生了重要影响，在Nature、Science及其子刊等期刊上发表论文700余篇，总引用量超过12万次。

在这项工作中，作者提出了一种使用胶束模拟水表面化学的方法。

该方法涉及超出其临界胶束浓度（CMC）的带电表面活性剂分子的自组装，形成了模拟气-水界面的胶束超分子结构。这创造了一个有利于化学反应的环境，具有疏水核心和周围的水层。

作者利用这种模仿水面的方式，组装具有独特受限几何形状和优先取向的卟啉基单体，在十四种不同的可逆和不可逆化学反应中实现了卓越的反应性和选择性（≥99%）。

研究人员扩展了这种方法的多功能性，进一步证明了其在胶束界面上二维（2D）聚合的适用性，成功实现了结晶2D聚合物薄层的水相合成。

该策略显著拓宽了水表面化学的可及性，用于广泛的化学合成。

图1：胶束界面模拟水表面合成

图2：J-聚集的R1在胶束表面上的预组装

图3：电荷驱动胶束界面促进多层吸附

图4：胶束表面各种化学反应中的反应性和选择性

图5：合成2DPs的形态和结构表征

综上，作者研究了一种通过胶束界面模仿水表面合成的方法，以实现高反应性和选择性的化学反应。研究结果表明，利用带电表面活性剂自组装形成的胶束结构能够有效促进多种可逆和不可逆化学反应，反应选择性超过99%，并成功合成了晶态2D聚合物薄层。

该研究拓展了水表面合成化学的应用范围，克服了传统水面合成中对稳定气-水界面的依赖，提供了一种新的合成策略。这一方法具有广泛的应用前景，可能在药物合成、材料科学以及生物医学成像等领域发挥重要作用，推动相关技术的进步和发展。

Prasoon, A., Ghouse, S., Nguyen, N. N. et al. Mimicking on-water surface synthesis through micellar interfaces. Nat. Commun., (2024).

来源：华算科技