静电相互作用作为一种长程作用力在分子相互作用中以及在材料构筑中尤其是在响应性材料、功能性动态材料等智能材料的构筑中起着重要的作用。研究者对静电相互作用的本质及调控一直保持浓厚的兴趣。

研究组近期针对带电多糖分子之间的相互作用开展了相关研究，通过改变带电多糖反离子及调控溶液pH调控带电多糖的水和性质，进而调控了带电多糖分子之间的静电相互作用。研究结果表明，2-羟丙基三甲基壳聚糖铵盐与水合性能较弱的Cl^-相互作用较强，与水和性能较强的Ac^-的相互作用较弱。因此，2-羟丙基三甲基壳聚糖氯化铵与海藻酸钠之间的静电复合热小于2-羟丙基三甲基壳聚糖乙酸铵与海藻酸钠之间的静电复合热；前者形成的复合物水凝胶具有自愈性能，而后者形成的复合物水凝胶不具有自愈性能。两个体系的复合均存在随着体系pH升高复合由放热反应变为吸热反应的pH跃迁点，表明溶液的pH值对聚合物的水合作用的影响大于抗衡离子。进一步的研究表明，部分水合性能较弱的Cl^-在多糖复合后仍被聚阳离子吸附在复合物中，参与竞争相互作用，这对于复合物的自我修复功能至关重要。相关研究结果于近日发表于碳水化合物领域知名期刊Carbohydrate Polymers (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861720315630)。

该项研究为后续从带电多糖构筑功能性材料提供了新的思路及理论依据。（文/图 谢红国）