粒子自组装是化学自组装领域中的一个重要研究方向。粒子在溶液中非模板条件下的规整自组装需要粒子间有各向异性的相互作用,这在大部分情况下是通过赋予粒子以各向异性的表面结构来实现。本项目的主要研究目标是实现具有环形补丁的各向异性粒子的制备与组装,探索组装体的功能化途径。在项目执行过程中,我们围绕主要研究目标开展研究工作,成功实现了环状各向异性粒子的制备,以及粒子间可控的一维及二维自组装;我们还实现了该各向异性粒子在溶液中的三维组装,形成空心球状的粒子组装体。另外,从环状各向异性粒子二维组装形成的二维片状结构出发,通过减弱环与球形粒子间的相互作用将球形粒子除去后,即可获得由纳米环沿环的平面二维排列形成的网状结构。因此,我们成功实现了本项目的核心目标。另外,我们还获得了如下成果:(1)类似于小分子重结晶的具有高度排它性的大分子自组装;传统的大分子自组装是互补性的,与排它性所具有的特征相反。由大分子的类似于重结晶的自组装,我们实现了纯净的单链Janus粒子的制备;该粒子具有与二亚基球状蛋白相似的介观结构,其高度排它性的自组装行为也与部分球状蛋白的重结晶行为相似。(2)设计高度可控的转化过程,从ABC三嵌段(或AB两嵌段)共聚物的溶液出发,将其从无规线团转变成ABC三嵌段(或AB两嵌段)不对称粒子。上述成果均具有很好的创新性以及重要的科学意义。我们利用与本项目的相关成果在Angew. Chem., ACS Macro. Letters, Biomaterials, Chem. Comm等期刊上共发表论文13篇,均致谢了本基金项目的资助。