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闫强课题组

闫强课题组长期致力于气体调控的高分子组装与智能化、智能高分子材料及多孔有机分子笼材料及其物理化学器件的研究。
课题组负责人：闫强

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课题组简介

闫强课题组长期致力于气体调控的高分子组装与智能化、智能高分子材料及多孔有机分子笼材料及其物理化学器件的研究。

课题组现有研究员1人，博士生6人，本科生1人。

课题组负责人：闫强，复旦大学高分子科学系，研究员，博士生导师。先后获得国家高层次引进人才、中国化学会青年化学奖、上海市青年科技启明星、国家青年拔尖人才等荣誉，长期从事高分子组装及超分子组装方法学研究，发现了基于路易斯酸碱的动态气桥键，开辟了气体本征调控高分子组装的新研究方向。相关研究以独立通讯作者发表在Nat.Commun.， JACS，Angew等国际顶级期刊上。

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闫强-研究员

学术新闻

提升纳米粒子对生物信号的响应灵敏度是增强响应聚合物在生物医学领域“对症下药”应用的关键科学问题。目前已广泛开发了侧基响应型和主链响应型两种聚合物响应模式，能够实现对生物体内生物信号的“1-to-1”响应和“1-to-N”响应。然而，这两种响应模式的临界响应阈值处在CT = 10-3~10-6 mol/L的范围内，难以匹配细胞环境中大多数生物信号的痕量浓度（10-6~10-9 mol/L）。这一棘手问题限制了响应性聚合物材料在细胞中的实际生物应用。为克服该领域长期存在的这一瓶颈，本课题组发展了一类聚合物非球形囊泡组装系统，通过精确控制碗形囊泡的膜凹度（σ），实现了对生物信号“1-to-Nα”的指数型非线性放大效应，并以此构建了能够对生物痕量SO2气体信号进行超灵敏检测的纳米平台，聚合物对SO2生物信号的临界响应阈值CT可提高5个数量级，达到10-8~10-9 mol/L水平。(Nat. Commun. 2024, 15, 8699)

学术新闻

气体递送载体可以在体内被内源性刺激触发，可控释放气体信号分子，用于治疗多种气体信号相关的疾病（如肿瘤、炎症和心血管疾病等），近年来逐渐成为生物医用纳米载体领域研究的重点。绝大多数已知的气体递送载体为各向同性的球形结构；然而，球状载体是否是气体分子释放与输运最为理想和优化的几何形态尚不清晰，气体递质的释放动力学与递送载体形状之间的量化关系也未得到研究。面向上述挑战，本课题组基于气体调控高分子组装方面的研究基础与李剑锋教授合作利用渗透压诱导的膜变形策略，构建了一种非球形的高分子纳米载体——聚合物管状囊泡，通过调控管状体的膜轴向拉伸比（σ = L/D），显著提升了载体对硫化氢（H2S）气体信号分子的递送能力和在细胞内的气体治疗效果，并解析了高分子载体几何形状与气体释放动力学之间的量化关系。(Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202421405.)

学术新闻

电子在同手性结构中的输运表现出显著的手性依赖的自旋方向选择性行为。这种效应称为手性诱导的自旋选择性（CISS），它开辟了在无外磁场情况下操纵电子旋向的方法，为构筑新原理自旋器件提供了可能。迄今，一些手性体系包括螺烯、DNA、杂化钙钛矿、金属/共价有机框架及分子结等已被确定为具有高自旋极化能力的手性体系。但是传统有机手性结构在自旋极化率（SP）提高的同时，往往不能兼得器件的高导电性（自旋电流<4 nA）和高隧道磁阻率（MR<1%）。因此，探索具有高导电性和磁阻效应的新型手性结构仍是一个重要挑战。本课题组首次提出有机分子笼（OMC）可成为高效自旋过滤材料和器件候选结构的概念，利用含FLP基团手性分子笼的刚性几何形状和内部电子的离域特性，证实分子笼不仅具有高自旋极化能力，还表现出意想不到的高电导率和隧道磁阻。（J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 10, 8751–8759）

学术新闻

协同调控自组装膜的形态及其功能是细胞模拟领域的一个具有挑战性的研究领域。目前，一个两难困境是难以像细胞那样通过单一变量操纵膜各向异性变形和膜理化性质（例如渗透性、电导率）的协同变化与依存关系。本课题组报道了一种SO2气体信号分子响应的聚合物囊泡系统。通过在聚合物中引入特殊的花菁侧基，在赋予聚合物对SO2气体高灵敏、特异性、可逆性应答能力的同时，驱动囊泡膜随SO2水平进行各向异性的一维拉伸运动，进而获得了可精确调节的膜选择性渗透性，成功建立了质膜双轴不对称系数与膜表面孔径之间的协同变化关系，实现了对囊泡内多种负载物质的程序化跨膜输运能力，在一定程度上模拟了真实细胞的复杂跨膜交通。(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202305290)

学术新闻

耗散性自组装利用化学燃料的能量输入来维持远离平衡的功能状态，对生命系统至关重要。在各种燃料中，二氧化碳（CO2）气体尚未被引入人工耗散材料。本课题组设计了一种以二氧化碳为燃料的非平衡共组装系统，该系统可与 C1 催化途径耦合，将燃料耗散为功能输出。以常见的受阻路易斯酸碱对（FLP）为前体，二氧化碳可以在它们之间动态地架桥，从而构成可蜕变的双晶体。这不仅能高度激活二氧化碳，还能使它们与底物共同组装成瞬时纤维。反过来，后向通路是通过底物和活化的 CO2 物种在组装状态下被激活的CO2 物种的协同 C1 催化作用来实现。此外，通过调整固有的底物/FLP 化学性质以及外部线索来改变催化活性，还可用于在很大范围内调节溶胶-凝胶-溶胶转变的周期和寿命。基于相变在时间尺度上的可调性为基础，我们利用瞬态 FLP 阵列加载气体编码基底，开发出时间门控信息加密材料，只有在瞬态 FLP 阵列加载气体编码基底并指定的时间窗口时，才能读取正确的信息。( Sci. China Chem. 2025)

学术新闻

人们一直致力于设计具有三维拓扑结构和形状持久性的有机分子笼。然而，如何利用这些笼子作为原子级精确的纳米级构件来构建分层上层建筑，仍然是一个尚未充分探索的问题。本课题组设计了一种利用功能化有机笼作为预制纳米构建单元，并将它们连接成具有结构层次和可调维度的自组装体的策略。利用三苯基膦氧化物（Ph3P=O）镶嵌的三棱柱作为顶点装饰笼，与碘苯封端桥接配体（Ar-I）连接，通过弱的 P=O-I-Ar 卤素键相互作用，它们可以构成无限的笼型超结构。调节配位体的构型和价态可以决定连接方向，从而形成一维笼对链（纳米丝）和二维笼对框（纳米片）结构，并进一步分层组装成微线和微板材料。与母笼本身相比，笼连接组件具有更大的空隙体积和双重孔隙率，可用于选择性封装和双基底级联催化。(ACS Materials Lett. 2024, 6, 8, 3667-3674)

组内活动

01-202025

组员团建 2024-02-20
组员团建 2023-03-17

重要事件

04-242025

祝贺汪杨杨在Chem. Euro. J.发表关于气体响应性智能膜分离材料的综述！

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