了解自组装晶格材料中的氢键相互作用对于制备此类材料至关重要，但仍然无法确定氢键（H键）的作用。
近日，美国加州大学圣地亚哥分校Wei Xiong报道了为了深入了解材料固有空间尺度上的氢键相互作用，通过开发空间分辨红外泵VSFG探针显微镜研究了在单个畴水平上（∼1μm），水与仿生自组装晶格材料（由十二烷基硫酸钠和β-环糊精组成）之间的超快氢键动力学。该显微镜结合了结合了最新的VSFG显微镜和泵浦探针VSFG光谱。
文章要点
1）采用这种高光谱成像方法，研究人员观察到β-环糊精的初级和次级OH基团表现出明显不同的动力学，这表明尽管只有几埃的距离，但存在着截然不同的氢键环境。
2）研究人员还观察到了另一种超快动力学，即结合水和β-环糊精的次级OH之间氢键的减弱和恢复，具有自组装结构域内的空间均匀性，但结构域之间具有不均匀性。恢复动力学进一步表明自组装域之间存在不均匀的水合作用。
氢键动力学的超快性质以及介观和微观有序性有助于自组装晶格材料的柔韧性和结晶度，同时揭示了自组装晶格材料的分子间相互作用。
Haoyuan Wang, et al, Spatially dependent H-bond dynamics at interfaces of water/biomimetic self-assembled lattice materials, PNAS, 2020
DOI：10.1073/pnas.2001861117
www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2001861117