自组装

self-assembly

定义：系统的基本结构单元（分子、纳米级、微米级或更大尺度的物质）在不受人为外力的介入下，即基本结构单元在非共价键的相互作用下自发组织或聚集为一个稳定、有序结构的过程。

学科：化工10_化工系统工程和化工信息化_化学产品工程与分子系统工程

相关名词： 非共价键 氢键 自修复 纳米器件

图片来源：视觉中国

【延伸阅读】

自组装是指基本单元（分子、纳米粒子等）在没有外部干预的情况下，通过非共价键作用（如氢键、范德华力等）自发形成有序结构的过程。这种现象在自然界中广泛存在，如DNA双螺旋、细胞膜等，都是自组装的产物。

自组装具有以下特点：首先，它是一个自发的过程，不需要外部能量输入；其次，自组装过程是可逆的，允许系统自我修复和重组；最后，自组装能够产生高度有序的结构，这在传统制造方法中往往难以实现。自组装与传统的组装方法相比，具有更高的精确度和可控性，能够在纳米尺度上实现复杂结构的构建。

自组装技术在多个领域都有应用。如材料领域，通过分子自组装，可以制备出具有特殊性能的新型材料，如自修复材料、智能响应材料和超分子材料等。这些材料在航空航天、汽车制造和建筑等领域具有重要应用价值。例如，自修复材料能够在受损后自动修复，大大延长了材料的使用寿命。在生物医学领域，自组装技术为药物递送、组织工程和生物传感等提供了新的解决方案。通过自组装形成的纳米载体可以提高药物的靶向性和生物利用度，减少副作用。在组织工程中，自组装肽可以模拟细胞外基质，为细胞生长提供理想的微环境。此外，自组装技术还可用于构建高灵敏度的生物传感器，用于疾病早期诊断和环境监测。在电子器件制造方面，自组装技术为制备高性能、低成本的纳米器件提供了新途径。通过自组装可以制备出高密度的纳米线阵列、量子点和光子晶体等结构，这些结构在太阳能电池、显示器和传感器等领域有重要应用。

自组装技术作为一种新兴的纳米制造方法，在材料科学、生物医学和电子器件等领域展现出巨大潜力。它不仅提供了一种全新的制造方法，还推动了多学科交叉融合和产业升级。随着研究的深入，自组装技术有望在更多领域得到应用。

（延伸阅读作者：海南大学 周腾教授）

责任编辑：张鹏辉