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作者及发表信息
本研究由Chaonan Gu, Yu Peng, Jingjing Li, Hai Wang, Xiao-Qiao Xie, Xiaoyu Cao, Chun-Sen Liu等作者合作完成，主要来自郑州轻工业大学（Zhengzhou University of Light Industry）和河南工业大学（Henan University of Technology）。研究发表于Angewandte Chemie International Edition期刊，目前以“Accepted Article”形式在线发表，DOI编号为10.1002/anie.202009332。
学术背景
研究领域：本研究属于超分子化学与功能材料交叉领域，聚焦于超分子共晶凝胶（supramolecular eutectogel）的开发及其在柔性电子器件中的应用。
研究动机：传统超分子凝胶（如基于水的G4水凝胶）受限于溶剂环境（需水相），而离子液体凝胶（ionogel）虽拓展了无水条件，但存在成本高、毒性等问题。近年来，低共熔溶剂（Deep Eutectic Solvents, DESs）因其绿色、低成本、高离子导电性等优势成为新型溶剂体系。然而，基于DES的超分子共晶凝胶（eutectogel）研究仍处于起步阶段，且缺乏结构多样性。
科学问题：能否利用天然核苷（如鸟苷，guanosine）在DES中形成G4四链体结构（G-quadruplex），并赋予凝胶特殊功能（如手性反转、电致变色）？
研究目标：
1. 开发首例基于鸟苷的超分子G4共晶凝胶，揭示其在DES中的自组装机制；
2. 探究溶剂诱导的手性反转现象；
3. 评估其离子导电性与电致变色性能，推动柔性电子器件应用。
研究流程与实验方法
1. 凝胶制备与表征
- 材料体系：以鸟苷（guanosine, G）、硼酸（H₃BO₃, B）和KOH为凝胶因子，溶于两种DES（胆碱氯化物/甘油，ChCl/gl；胆碱氯化物/单丙二醇，ChCl/mpg）。
- 凝胶化过程：加热溶解后冷却至室温，形成透明（ChCl/gl）或不透明（ChCl/mpg）凝胶。
- 关键参数：凝胶临界浓度（CGC）、凝胶-溶胶转变温度（Tgel）、流变学性能（如自修复性、触变性）。
- 表征技术：
- 傅里叶变换红外光谱（FTIR）：证实硼酸酯键（B−O−C）形成；
- ¹¹B NMR：区分单酯（monoester）与双酯（diester）结构，揭示溶剂依赖性；
- 圆二色谱（CD）：发现ChCl/gl凝胶与ChCl/mpg凝胶的手性相反，首次报道共晶凝胶中的溶剂诱导手性反转；
- X射线衍射（XRD）：证实G4四链体堆叠结构。
2. 凝胶性能测试
- 离子导电性：室温下ChCl/mpg凝胶电导率达7.78 mS cm⁻¹，接近DES本体（10.53 mS cm⁻¹），优于多数凝胶电解质。
- 电致变色器件（ECD）组装：
- 将凝胶与乙基紫精（ethyl viologen, EV）和二甲基二茂铁（DMFC）混合，制成黄色杂化凝胶；
- 通过注射法在ITO/PET基底上制备柔性ECD，展示快速响应（着色15 s/褪色30 s）、高光学对比度（ΔTmax=59%）及循环稳定性（100次循环后保持94.2%性能）。
3. 机制解析
- 结构模型：
- ChCl/gl凝胶中，鸟苷-硼酸形成单酯与双酯复合物，堆叠为复杂G4四链体；
- ChCl/mpg凝胶仅形成双酯复合物，导致结构差异与手性反转。
- 溶剂效应：甘油（gl）与单丙二醇（mpg）的羟基数量与空间位阻不同，影响硼酸酯键类型及后续自组装路径。
主要结果与逻辑关联
- 凝胶形成验证：FTIR与¹¹B NMR证实硼酸酯键形成，且溶剂类型决定单/双酯比例（ChCl/gl含两者，ChCl/mpg仅双酯）。
- 手性反转发现：CD谱显示ChCl/gl凝胶在307 nm处负信号，ChCl/mpg在314 nm处正信号，结合XRD证明溶剂调控G4堆叠方式。
- 性能优势：高电导率（7.78 mS cm⁻¹）与ECD性能（低工作电压-0.4 V）源于DES的离子传输特性与凝胶纳米纤维网络的协同作用。
结论与价值
科学意义：
- 首次实现DES中鸟苷G4共晶凝胶的定向组装，提出“溶剂-硼酸酯键-手性”调控新机制；
- 拓展了超分子凝胶在非水体系的应用场景，为绿色功能材料设计提供新思路。
应用价值：
- 作为高性能凝胶电解质，适用于柔性电子（如可穿戴设备、低功耗显示器）；
- 注射成型工艺简化器件制备，推动产业化潜力。
研究亮点
- 创新性体系：首例G4共晶凝胶，填补DES中超分子核苷凝胶的空白；
- 现象突破：发现溶剂诱导手性反转，挑战传统水凝胶手性调控认知；
- 多功能集成：兼具高电导率、电致变色与柔性加工特性，突破材料性能瓶颈。
其他价值
- 研究致敬2020年全球抗疫人员，体现科学与社会责任的结合；
- 支持信息包含详细实验步骤与数据，增强可重复性。
（注：全文约2000字，涵盖研究全貌，重点突出机制解析与应用潜力。）