近几十年来，由介观尺度的软物质球状基元组装得到的超晶格受到人们的广泛关注，由于其廉价且易于加工的优点和在位置记忆与快速响应方面的潜力而成为备受期待的新兴材料。目前已有A15相、sigma相等多种超晶格结构在软物质材料中被发现，然而受限于单组份软物质中球状基元狭窄的尺寸分布范围，体积差异较大的超晶格结构很难在单组份软物质中形成。

近日，华南理工大学的程正迪团队采用了软物质共混的方式，设计了分别以均苯三甲酰胺（BTA）中氢键和以苝二酰亚胺（PBI）中π-π相互作用为组装驱动力的分子，并将其中球状基元大小存在差异的样品混合，通过小角X射线衍射和透射电子显微镜的表征，证实了在软物质中较少出现的MgZn₂ (P6₃mmc)、NaZn₁₃ (Fm3(—)c)和CaCu₅ (P6/mmm)等合金相超晶格结构的成功构筑，其中CaCu₅为在软物质中首次发现。

这些超晶格结构的成功构筑源于样品中不同尺寸球状基元的形成。由于形状和组装驱动力的不匹配，共混样品中的不同分子倾向于发生自发拆分，各自组装成不同大小的球状基元，之后由于相同的外围基团，球状基元共同组装，得到具有不同体积差异的超晶格结构。

通过类球率的计算，各个合金相超晶格结构的热力学稳定性得以定量地计算并互相比较，形成的结构与球状基元之间体积差异之间的关系被进一步揭示出，计算结果与实验现象完全相符。

这一共混的尝试提供了一种方便可行的构筑高体积差异的合金相的方法，拓宽了软物质超晶格结构形成的范围，类球率的计算为指定结构的定制提供了可能，为软物质合金相超晶格的发展和应用打下了坚实的基础。

论文信息：

Soft Alloys Constructed with Distinct Mesoatoms via Self-Sorting Assembly of Giant Shape Amphiphiles

Yicong Wang, Jiahao Huang, Xiao-Yun Yan, Huanyu Lei, Xian-You Liu, Qing-Yun Guo, Yuchu Liu, Tong Liu, Mingjun Huang, Fenggang Bian, Zebin Su, Stephen Z. D. Cheng

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202200637