三维纳米有序网络结构在传输介质材料、膜分离材料、纳米模板领域等有巨大的应用潜力，这些有序网络结构通常与三重周期性极小曲面(triply periodic minimal surface， TPMS)有着密切联系。已报道的三维有序网络结构包括基于螺旋二十四面体(gyroid，G)的双三节点网络以及交替三节点网络、基于金刚石型极小曲面(diamond，D)的双四节点网络结构和单四节点网络结构以及基于简单极小曲面(primitive，P)的单六节点网络结构以及双六节点网络结构。这些TPMS相对比较简单，其亏格都是3并且将空间均分成两个相同的部分。而I-WP(I-Wrapped Package)型极小曲面的亏格为4，并且将空间分为不相同的两个部分，因此与之相关的自组装结构尚未见诸于报道。

　　近期，西安交通大学材料学院刘峰教授团队与德国哈勒-维滕贝尔格大学Carsten Tschierske教授团队合作，首次发现了基于I-WP型三重周期性极小曲面的八节点纳米网络结构。不同于以往报道的TPMS，I-WP型极小曲面的亏格为4并且将空间划分为两个不同的子区域，一边为八节点的开放网络结构，另一边为四节点的截角八面体网络结构。本研究以星形多亲性小分子为组装基元，构筑八节点的开放网络结构。其中分子两端的极性基团依靠氢键相互作用结合形成八重节点，内侧苯环全氟化的低聚对苯基乙炔基刚性基团依靠π-π共轭作用形成网络骨架结构，液态的脂肪侧链则填充剩余的空间。基于同步辐射光源的略入射小角X射线散射实验结果，证明自组装结构是体心立方结构，空间群为Imm；基于粉末样品的小角X射线散射结果，研究人员运用傅里叶变换重构结构的电子密度图，结果显示样品形成有序的八节点网络结构。此外，研究人员基于八节点网络结构对实验结果进行模拟，模拟结果与实验结果非常吻合，进一步证明该结构的合理性。对于该八节点开放网络结构的形成原因，作者采用半定量的dV/dr曲线进行探究，发现该结构由四方柱状结构在升温条件下形成，从而与实验结果一致。

　　上一条：公共卫生学院张磊教授研究成果在PLOS Medicine杂志发表