自组装是超分子科学中最关键的问题之一，指组装基元通过分子间相互作用自发形成有序结构的过程，是创造新物质和产生新功能的重要手段。在日前于北京举行的以“功能超分子体系：多层次的分子组装体”为主题的第385次香山科学会议上，中外专家指出，揭示自组装的本质和规律是当前研究的迫切需求；尽管国内外自组装研究取得了较快发展，但仍有许多问题亟待解决。

构建新物质新功能的有效手段

自组装研究的基本问题是揭示组装基元间分子间相互作用的本质和协同规律，在此基础上实现对自组装过程的调控，并制备具有特定功能的自组装体系。法国路易斯巴斯德大学的Jean-Marie Lehn教授应邀作主题评述报告，指出可用于自组装的构筑基元非常丰富，包括有机分子、合成高分子、生物大分子、离子、胶体粒子、超分子及聚合物等，涉及化学、物理、材料以及生命科学等诸多领域，被认为是解决材料、能源、健康与环境等人类发展面临的主要挑战的希望所在。由于自组装的本质在于各种分子间的相互作用，因此自组装材料具有可逆、自适应甚至自修复的特征，可在环境友好的条件下形成和循环；此外，利用自组装形成的特殊超分子结构，再结合化学合成还可能制备常规化学合成无法实现的材料。

发展新型组装基元，创造多种多样的自组装体系一直是自组装研究的重点之一，既可为理论研究提供模型，又可为功能研究提供材料。从自组装研究的历史看，每一种新的、功能独特的组装基元的出现和使用都推动着自组装研究迈上新台阶。正是基于这些组装基元和组装体系的研究，才导致分子识别、协同效应等概念的提出，并丰富了自组装研究的范畴。由于自组装体一般在纳米尺寸，因此自组装也是制备纳米结构和器件的重要手段；同时自组装的构筑基元丰富多样，不仅可以是合成有机小分子，还可以是无机分子、合成高分子、生物大分子、胶体颗粒及纳米粒子等，甚至可以利用超分子聚集体作为基元进行高层次组装。

与会专家认为，实现对自组装过程的调控是当前自组装研究的难点，也是发展的突破点。虽然从根本上实现对自组装过程的调控是科学家们的梦想，但目前调控策略与手段还相当匮乏，因此发展可控自组装方法对于实现自组装体的功能至关重要。目前，我国科学家通过各种调节手段，如光、pH值、氧化还原、生物酶以及主客体相互作用等，已在超分子表面活性剂组装行为研究方面取得进展。

引领生物医学技术创新

生物自组装是自组装的最高形式。自然界的一切生命以及相关功能都是分子通过多重弱相互作用协同，以非常精密、准确和程序化可控的方式自组装而实现的，并能够实现对多种刺激的响应，实现复杂的功能。开展模拟生物自组装研究，将有利于实现复杂功能组装体系的构建，获得类生物功能的化学体系。自组装在生物医学领域具有广阔应用前景，例如用于药物递送系统、组织工程支架和生物传感器等。通过设计智能响应性自组装材料，可以实现药物的靶向释放和可控释放，提高治疗效果并降低副作用。此外，自组装纳米结构在生物成像和诊断中也显示出巨大潜力。