今天我們帶大家走近論(lun)文(wen)背后的故事，一起來聽聽來自柏(bo)林工(gong)業大學的Leonardo Chiappisi在尋找多層響應性涂料的超簡單制備(bei)法的過程中，是如何迸發出靈感并(bing)最(zui)終將想法化為現實。

這(zhe)個研究(jiu)的(de)(de)背(bei)后，其實是一段很長的(de)(de)故事，幸運、變(bian)化和(he)失敗(bai)常伴我左右(you)，最終的(de)(de)成果也離不開優秀的(de)(de)同事和(he)儀器的(de)(de)支持。這(zhe)一切都開始于14年(nian)的(de)(de)2月份，于加州舉行的(de)(de)Gordon膠體(ti)，大分子和(he)聚電解質溶液研究(jiu)會議(yi)上。過去五年(nian)的(de)(de)時光里，發生(sheng)了(le)太多(duo)的(de)(de)事。

回到2014年：我和這篇(pian)論文的(de)(de)(de)(de)第(di)一(yi)作者Samantha Micciulla博(bo)士正(zheng)在(zai)柏林工業大學從事(shi)我們的(de)(de)(de)(de)博(bo)士研究(jiu)；我在(zai)研究(jiu)由(you)一(yi)種由(you)表面活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)和殼(ke)(ke)(ke)聚(ju)糖（一(yi)種從蝦和其(qi)他甲(jia)殼(ke)(ke)(ke)類動物的(de)(de)(de)(de)殼(ke)(ke)(ke)中提取的(de)(de)(de)(de)陽(yang)離子多(duo)(duo)糖）自組(zu)(zu)裝形(xing)成的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)；而Samantha則在(zai)研究(jiu)聚(ju)電解質(zhi)多(duo)(duo)層膜。只要(yao)研究(jiu)過表面的(de)(de)(de)(de)朋友就會知道(dao)，表面的(de)(de)(de)(de)功(gong)能化過程是(shi)多(duo)(duo)么的(de)(de)(de)(de)冗長和復雜(za)，尤其(qi)是(shi)當你需要(yao)制備(bei)多(duo)(duo)層納米結(jie)(jie)構(gou)(gou)。但是(shi)我卻有數公斤的(de)(de)(de)(de)材(cai)料可以(yi)用。因(yin)為對自發自組(zu)(zu)裝來(lai)說最(zui)美妙(miao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)點是(shi)，實驗(yan)者唯一(yi)要(yao)做的(de)(de)(de)(de)事(shi)就是(shi)把聚(ju)合物以(yi)及(ji)表面活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)溶(rong)液混合到一(yi)起。這兩個組(zu)(zu)分就會自己結(jie)(jie)合成精(jing)美復雜(za)的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)。相關的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)成果請參考引用1-3.

殼聚糖/脂肪(fang)酸衍生(sheng)(sheng)物體(ti)系中(zhong)自組(zu)裝結(jie)構的(de)(de)(de)示意圖，更多(duo)詳(xiang)情請看引(yin)用1-2在Gordon會(hui)議上，我(wo)(wo)端著(zhu)(zhu)一(yi)杯墨(mo)西哥(ge)啤酒，展示著(zhu)(zhu)我(wo)(wo)的(de)(de)(de)墻報，討論(lun)著(zhu)(zhu)殼聚糖及(ji)脂肪(fang)酸衍生(sheng)(sheng)物形成的(de)(de)(de)多(duo)層(ceng)囊泡。我(wo)(wo)是這(zhe)么形容的(de)(de)(de)：這(zhe)些(xie)聚合物的(de)(de)(de)結(jie)構“類(lei)似于逐層(ceng)組(zu)裝，只(zhi)不過(guo)是在溶液中(zhong)”。電(dian)光火(huo)石間，我(wo)(wo)想到(dao)了(le)(le)Samantha的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)，冗(rong)長的(de)(de)(de)制(zhi)備過(guo)程，一(yi)層(ceng)接著(zhu)(zhu)一(yi)層(ceng)的(de)(de)(de)聚合物，而在我(wo)(wo)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)中(zhong)所有的(de)(de)(de)組(zu)分都是“自食其力”。就(jiu)(jiu)這(zhe)樣，利用殼聚糖和表(biao)面活(huo)性(xing)劑在多(duo)層(ceng)納米(mi)結(jie)構中(zhong)的(de)(de)(de)自組(zu)裝來制(zhi)備功能涂層(ceng)的(de)(de)(de)想法就(jiu)(jiu)誕生(sheng)(sheng)了(le)(le)。

回(hui)到柏林后(hou)，我(wo)帶著(zhu)滿(man)腔的(de)熱情(qing)，投入(ru)到了(le)基于殼聚糖的(de)多(duo)層涂(tu)層材料的(de)制備(bei)當中。但(dan)無情(qing)的(de)現(xian)(xian)實(shi)是，除了(le)一個(ge)模(mo)糊(hu)的(de)概念外，我(wo)不(bu)知道該怎么(me)做，我(wo)甚(shen)至不(bu)知道如何(he)清理(li)襯底(di)（其實(shi)現(xian)(xian)在(zai)我(wo)也不(bu)怎么(me)知道）。于是，我(wo)和(he)Samantha通力合(he)作，開始嘗試(shi)將囊(nang)(nang)泡(pao)沉積在(zai)硅片(pian)上。前期使用的(de)多(duo)種浸(jin)涂(tu)法都(dou)失敗了(le)，我(wo)們轉而嘗試(shi)旋涂(tu)法。在(zai)硅襯底(di)上通過旋涂(tu)多(duo)層囊(nang)(nang)泡(pao)溶液，形成了(le)一個(ge)美麗(li)而均勻的(de)藍色薄膜。

在(zai)獲得(de)博士學位后(hou)，我(wo)和(he)Samantha都去(qu)了Laue-Langevin，一所位于法國(guo)阿爾卑(bei)斯山的(de)(de)中部的(de)(de)研(yan)究(jiu)機構。我(wo)們(men)的(de)(de)研(yan)究(jiu)方向依舊天差地別(bie)(bie)，但是(shi)在(zai)業余時(shi)間，我(wo)們(men)仍合力研(yan)究(jiu)著這(zhe)個神(shen)奇的(de)(de)多層(ceng)(ceng)結(jie)構。我(wo)們(men)開始對這(zhe)個涂層(ceng)(ceng)進(jin)行表征，然(ran)后(hou)意識到它對濕度相當敏感。通過中子反(fan)射(she)測量，我(wo)們(men)找到了這(zhe)個涂層(ceng)(ceng)是(shi)個有(you)規律的(de)(de)分(fen)層(ceng)(ceng)結(jie)構的(de)(de)證據。而第(di)一個樣本明(ming)顯的(de)(de)布拉格峰則證明(ming)我(wo)們(men)成功將(jiang)多層(ceng)(ceng)結(jie)構轉移到了襯底上，并保(bao)持(chi)了它的(de)(de)內部結(jie)構。特征豐富的(de)(de)反(fan)射(she)率數(shu)據，又使(shi)我(wo)們(men)花(hua)了兩(liang)年(nian)時(shi)間去(qu)分(fen)析，以獲得(de)可靠的(de)(de)模型(xing)來代表我(wo)們(men)的(de)(de)系(xi)(xi)統。經過了一系(xi)(xi)列復雜(za)的(de)(de)技術支(zhi)持(chi)和(he)重要的(de)(de)數(shu)據分(fen)析和(he)闡述(shu)后(hou)，我(wo)們(men)的(de)(de)研(yan)究(jiu)終于可以投(tou)稿了。特別(bie)(bie)開心的(de)(de)是(shi)，這(zhe)篇文章很快就被(bei)Communications Chemistry接收(shou)了。

這個視頻中(zhong)總結了背后(hou)的科(ke)學原理：多(duo)糖殼聚糖與帶(dai)相反電荷的改性脂(zhi)肪酸在水(shui)溶液中(zhong)自(zi)發形成(cheng)多(duo)層(ceng)囊泡。我們利(li)用這種(zhong)自(zi)組裝行(xing)為(wei)，通過非常(chang)簡單的一(yi)步法制備出了多(duo)糖/脂(zhi)肪酸多(duo)層(ceng)涂層(ceng)。