Intra- and intermolecular self-assembly of a 20-nm-wide supramolecular hexagonal grid

化学 超分子化学 分子间力 自组装 六方晶系 扫描隧道显微镜 纳米技术 结晶学 超分子组装 化学物理 分子 晶体结构 有机化学 材料科学
作者
Zhe Zhang,Yiming Li,Bo Song,Yuan Zhang,Xin Jiang,Ming Wang,Ryan Tumbleson,Changlin Liu,Pingshan Wang,Xin‐Qi Hao,Tomás Rojas,Anh T. Ngo,Jonathan L. Sessler,George R. Newkome,Saw‐Wai Hla,Xiaopeng Li
出处
期刊:Nature Chemistry [Nature Portfolio]
卷期号:12 (5): 468-474 被引量:102
标识
DOI:10.1038/s41557-020-0454-z
摘要

For the past three decades, the coordination-driven self-assembly of three-dimensional structures has undergone rapid progress; however, parallel efforts to create large discrete two-dimensional architectures—as opposed to polymers—have met with limited success. The synthesis of metallo-supramolecular systems with well-defined shapes and sizes in the range of 10–100 nm remains challenging. Here we report the construction of a series of giant supramolecular hexagonal grids, with diameters on the order of 20 nm and molecular weights greater than 65 kDa, through a combination of intra- and intermolecular metal-mediated self-assembly steps. The hexagonal intermediates and the resulting self-assembled grid architectures were imaged at submolecular resolution by scanning tunnelling microscopy. Characterization (including by scanning tunnelling spectroscopy) enabled the unambiguous atomic-scale determination of fourteen hexagonal grid isomers. Metal-mediated self-assembly in solution typically leads to small two- and three-dimensional architectures on scales smaller than 10 nm, but now a series of large, discrete, two-dimensional supramolecular hexagonal grids have been prepared through a combination of intra- and intermolecular coordination interactions. These 20-nm-wide grids have been imaged at submolecular resolution using scanning tunnelling microscopy.
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