التجميع الذاتي

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 8 صور
الموسوعة الحرة
التجميع الذاتي للدهون (أ)، والبروتينات (ب)، و(ج) معقدات SDS- سيكلودكسترين . SDS هو عامل سطحي ذو ذيل هيدروكربوني (أصفر) ورأس SO4 ( أزرق وأحمر)، بينما السيكلودكسترين عبارة عن حلقة سكرية ( ذرات الكربون خضراء وذرات الأكسجين حمراء).
صورة مجهرية إلكترونية نافذة لجسيم نانوي من أكسيد الحديد . النقاط المرتبة بانتظام داخل الحدود المتقطعة هي أعمدة من ذرات الحديد. الإطار الداخلي الأيسر هو نمط حيود الإلكترون المقابل . مقياس الرسم: 10 نانومتر. [ 1 ]
يمكن تشتيت جزيئات أكسيد الحديد النانوية في مذيب عضوي ( التولوين ). عند تبخره، قد تتجمع هذه الجزيئات ذاتيًا (اللوحتان اليمنى واليسرى) لتكوين بلورات متوسطة الحجم (في الوسط) أو طبقات متعددة (على اليمين). كل نقطة في الصورة اليسرى تمثل بلورة "ذرية" تقليدية كما هو موضح في الصورة أعلاه. مقياس الرسم: 100 نانومتر (يسار)، 25 ميكرومتر (وسط)، 50 نانومتر (يمين). [ 1 ]
صورة مجهر المسح النفقي لجزيئات البيرين Br 4 ذاتية التجميع على سطح Au(111) (أعلى) ونموذجها (أسفل؛ الكرات الوردية هي ذرات البروم). [ 2 ]

التجميع الذاتي هو عملية تتشكل فيها بنية أو نمط منظم من نظام غير منظم من مكونات موجودة مسبقًا، نتيجة لتفاعلات محلية محددة بين هذه المكونات نفسها، دون توجيه خارجي. وعندما تكون المكونات الأساسية جزيئات، تُسمى هذه العملية بالتجميع الذاتي الجزيئي .

التصوير المجهري للقوة الذرية للتجميع الذاتي لجزيئات حمض 2-أمينوتيريفثاليك على الكالسيت الموجه (104) . [ 3 ]

يمكن تصنيف التجميع الذاتي إلى نوعين: ثابت وديناميكي. في التجميع الذاتي الثابت ، تتشكل الحالة المنتظمة عندما يقترب النظام من حالة التوازن ، مما يقلل من طاقته الحرة . أما في التجميع الذاتي الديناميكي ، فإن أنماط المكونات الموجودة مسبقًا والمنظمة بتفاعلات محلية محددة لا يصفها العلماء في التخصصات ذات الصلة عادةً بأنها "مُجمّعة ذاتيًا". من الأنسب وصف هذه البنى بأنها " ذاتية التنظيم "، على الرغم من أن هذين المصطلحين يُستخدمان غالبًا بشكل متبادل.

في الكيمياء وعلوم المواد

ستتجمع بنية الحمض النووي الموجودة على اليسار (كما هو موضح في الرسم التخطيطي) ذاتيًا لتشكل البنية التي تم تصويرها بواسطة مجهر القوة الذرية على اليمين .

يمكن تعريف التجميع الذاتي بالمعنى الكلاسيكي بأنه التنظيم التلقائي والعكسي للوحدات الجزيئية في هياكل منتظمة من خلال تفاعلات غير تساهمية . وتتمثل الخاصية الأولى لنظام التجميع الذاتي التي يشير إليها هذا التعريف في تلقائية عملية التجميع الذاتي: فالتفاعلات المسؤولة عن تكوين نظام التجميع الذاتي تعمل على مستوى محلي بحت - بعبارة أخرى، يبني الهيكل النانوي نفسه بنفسه .

على الرغم من أن التجميع الذاتي يحدث عادةً بين أنواع ذات تفاعلات ضعيفة، إلا أنه يمكن نقل هذا التنظيم إلى أنظمة تساهمية ذات روابط قوية . ومن الأمثلة على ذلك التجميع الذاتي لمركبات البوليوكسوميتالات . تشير الأدلة إلى أن هذه الجزيئات تتجمع عبر آلية من نوع الطور الكثيف، حيث تتجمع أيونات الأوكسوميتالات الصغيرة أولًا بشكل غير تساهمي في المحلول، يليه تفاعل تكثيف يربط الوحدات المُجمَّعة بروابط تساهمية. [ 4 ] ويمكن تسهيل هذه العملية بإضافة عوامل قالبية للتحكم في الأنواع المتكونة. [ 5 ] وبهذه الطريقة، يمكن تكوين جزيئات تساهمية عالية التنظيم بطريقة محددة.

البنية النانوية ذاتية التجميع هي جسم يظهر نتيجة لترتيب وتجميع الأجسام النانوية الفردية وفقًا لمبدأ فيزيائي ما .

من الأمثلة غير البديهية على وجه الخصوص لمبدأ فيزيائي يمكن أن يحفز التجميع الذاتي، تعظيم الإنتروبيا . فعلى الرغم من أن الإنتروبيا ترتبط تقليديًا بالفوضى ، إلا أنها في ظل ظروف مناسبة [ 6 ] قادرة على دفع الأجسام النانوية إلى التجميع الذاتي لتكوين هياكل مستهدفة بطريقة يمكن التحكم بها. [ 7 ]

يُعدّ التجميع الموجّه بالمجال الكهربائي فئةً مهمةً أخرى من التجميع الذاتي. ومن الأمثلة على ذلك ظاهرة الاحتجاز الكهروستاتيكي. في هذه الحالة، يُطبّق مجال كهربائي بين قطبين نانويين معدنيين. تستقطب الجسيمات الموجودة في البيئة بفعل المجال الكهربائي المُطبّق. وبسبب تفاعل ثنائي القطب مع تدرّج المجال الكهربائي، تنجذب الجسيمات إلى الفجوة بين القطبين. [ 8 ] كما تمّ الإبلاغ عن تعميمات لهذا النهج تتضمن أنواعًا مختلفة من المجالات، مثل استخدام المجالات المغناطيسية، واستخدام التفاعلات الشعرية للجسيمات المحصورة عند الأسطح البينية، والتفاعلات المرنة للجسيمات المعلقة في البلورات السائلة.

بغض النظر عن الآلية التي تحرك التجميع الذاتي، يلجأ الباحثون إلى أساليب التجميع الذاتي في تصنيع المواد لتجنب مشكلة بناء المواد وحدةً تلو الأخرى. ويُعدّ تجنب هذه الأساليب أمرًا بالغ الأهمية، لأنّ الوقت اللازم لوضع الوحدات في بنية مستهدفة يصبح هائلاً، خاصةً بالنسبة للهياكل ذات الأحجام الكبيرة.

بمجرد أن يصبح بالإمكان تجميع مواد ذات حجم كبير ذاتيًا، يمكن استخدام هذه المواد في العديد من التطبيقات. على سبيل المثال، تُستخدم الهياكل النانوية، مثل فجوات الفراغ النانوية، لتخزين الطاقة [ 9 ] وتحويل الطاقة النووية [ 10 ] . تُعد المواد القابلة للضبط ذاتية التجميع مرشحة واعدة لأقطاب كهربائية ذات مساحة سطحية كبيرة في البطاريات والخلايا الكهروضوئية العضوية، بالإضافة إلى استخدامها في أجهزة الاستشعار والمرشحات الميكروفلويدية [ 11 ] .

السمات المميزة

في هذه المرحلة، قد يُجادل البعض بأن أي تفاعل كيميائي يدفع الذرات والجزيئات إلى التجمع في هياكل أكبر، مثل الترسيب ، يُمكن أن يندرج ضمن فئة التجميع الذاتي. ومع ذلك، هناك ثلاث سمات مميزة على الأقل تجعل التجميع الذاتي مفهومًا قائمًا بذاته.

طلب

أولًا، يجب أن يتمتع التركيب المُجمَّع ذاتيًا بترتيب أعلى من ترتيب مكوناته المنفصلة، ​​سواءً كان ذلك شكلًا أو مهمةً محددةً يؤديها. وهذا لا ينطبق عمومًا على التفاعلات الكيميائية ، حيث قد تتحول الحالة المرتبة إلى حالة غير مرتبة تبعًا للمعايير الديناميكية الحرارية.

التفاعلات

أما الجانب الثاني المهم في التجميع الذاتي فهو الدور المهيمن للتفاعلات الضعيفة (مثل تفاعلات فان دير فالس ، والتفاعلات الشعرية ،π-π{\displaystyle \pi -\pi }(مثل الروابط الهيدروجينية أو القوى الإنتروبية ) مقارنةً بالروابط التساهمية أو الأيونية أو المعدنية "التقليدية" . وتُعد هذه التفاعلات الضعيفة مهمة في تصنيع المواد لسببين.

أولاً، تحتل التفاعلات الضعيفة مكانة بارزة في المواد، وخاصة في الأنظمة البيولوجية. فعلى سبيل المثال، تحدد هذه التفاعلات الخصائص الفيزيائية للسوائل، وذوبانية المواد الصلبة، وتنظيم الجزيئات في الأغشية البيولوجية. [ 12 ]

ثانيًا، بالإضافة إلى قوة التفاعلات، يمكن للتفاعلات ذات درجات التخصص المختلفة أن تتحكم في التجميع الذاتي. ويُعدّ التجميع الذاتي الذي تتوسطه تفاعلات اقتران الحمض النووي من أكثر التفاعلات تخصصًا، والتي استُخدمت لتحفيز التجميع الذاتي. [ 13 ] وعلى النقيض، قد تكون أقل التفاعلات تخصصًا هي تلك التي توفرها القوى الناشئة عن تعظيم الإنتروبيا . [ 6 ]

لبنات البناء

السمة المميزة الثالثة للتجميع الذاتي هي أن وحدات البناء لا تقتصر على الذرات والجزيئات فحسب، بل تشمل نطاقًا واسعًا من الهياكل النانوية والميزوسكوبية ، ذات تركيبات كيميائية ووظائف وأشكال مختلفة. [ 14 ] [ 15 ][ 16 ] تبحث الدراسات في الأشكال ثلاثية الأبعاد المحتملة للميكريتات ذاتية التجميع، وتحديدًا فيالمجسمات الأفلاطونية(DARPA)مصطلح "الميكريت"للإشارة إلىالروبوتات الدقيقة، والتي يمكن مقارنة قدراتها على التنظيم الذاتي بقدراتالعفن المخاطي. [ 17 ] [ 18 ] تشمل الأمثلة الحديثة لوحدات البناء الجديدةمتعددات السطوحوالجسيماتغير المنتظمة. [ 14 ] كما تشمل الأمثلة جسيمات دقيقة ذات أشكال هندسية معقدة، مثل نصف الكروية، [ 19 ] والثنائية، [ 20 ] والأقراص، [ 21 ] والقضبان، والجزيئات، بالإضافة إلى المتعددات. ويمكن تصنيع وحدات البناء النانوية هذه بدورها من خلال الطرق الكيميائية التقليدية أو عن طريق استراتيجيات التجميع الذاتي الأخرى، مثلقوى الإنتروبيا الاتجاهية. وفي الآونة الأخيرة، ظهرت مناهج التصميم العكسي، حيث يُمكن تحديد سلوك التجميع الذاتي المستهدف، وتحديد وحدة بناء مناسبة لتحقيق هذا السلوك. [ 7 ]

الديناميكا الحرارية والحركية

تبدأ عملية التجميع الذاتي في الأنظمة المجهرية عادةً بالانتشار، يليه تكوين النوى، ثم نمو هذه النوى، وتنتهي بنضج أوستوالد . يمكن أن تكون الطاقة الحرة المحركة الديناميكية الحرارية إما إنثالبيّة أو إنتروبيّة أو كليهما. [ 6 ] في كلتا الحالتين، الإنثالبيّة والإنتروبيّة، تتم عملية التجميع الذاتي من خلال تكوين الروابط وكسرها، [ 22 ] وربما باستخدام أشكال غير تقليدية من الوساطة. ترتبط حركية عملية التجميع الذاتي عادةً بالانتشار ، حيث يتبع معدل الامتصاص/الامتزاز غالبًا نموذج امتزاز لانغموير، والذي يمكن تقديره في حالة التركيز المتحكم فيه بالانتشار (المحلول المخفف نسبيًا) باستخدام قوانين فيك للانتشار . يتحدد معدل الإزالة بقوة الرابطة بين جزيئات/ذرات السطح مع وجود حاجز طاقة تنشيط حراري . معدل النمو هو نتيجة التنافس بين هاتين العمليتين.

أمثلة

تشمل الأمثلة المهمة للتجميع الذاتي في علم المواد تكوين البلورات الجزيئية ، والغرويات ، والطبقات الثنائية للدهون ، والبوليمرات المنفصلة الطور، والطبقات الأحادية ذاتية التجميع . [ 23 ] [ 24 ] يُعد طي سلاسل البولي ببتيد إلى بروتينات، وطي الأحماض النووية إلى أشكالها الوظيفية، مثالين على التراكيب البيولوجية ذاتية التجميع. مؤخرًا، تم تحضير بنية مسامية كبيرة ثلاثية الأبعاد عبر التجميع الذاتي لمشتق ثنائي فينيل ألانين في ظروف التبريد الشديد، ويمكن استخدام المادة الناتجة في مجال الطب التجديدي أو أنظمة توصيل الأدوية. [ 25 ] أوضح ب. تشين وآخرون طريقة تجميع ذاتي على المستوى الميكروي باستخدام واجهة الهواء-السائل التي تُنشئها موجة فاراداي كقالب. يمكن استخدام طريقة التجميع الذاتي هذه لتوليد مجموعات متنوعة من الأنماط المتناظرة والدورية من مواد ميكروية مثل الهيدروجيلات والخلايا والكريات الخلوية. [ 26 ] ياسوجا وآخرون. أظهرت دراسة [ 27 ] كيف تُحفز طاقة السطح البيني للسوائل ظهور هياكل دورية ثلاثية الأبعاد في هياكل الأعمدة الدقيقة. [ 28] كما أظهرت دراسة أخرى [ 29 ] تكوّن المذيلات، التي تخضع لتغير في شكلها إلى ألياف ثم إلى كرات، وكل ذلك يتحكم فيه تغير المذيب.

ملكيات

يُوسّع التجميع الذاتي نطاق الكيمياء بهدف تصنيع منتجات ذات خصائص مُرتبة ووظيفية، مُوسّعًا الروابط الكيميائية لتشمل التفاعلات الضعيفة، ومُتضمنًا التجميع الذاتي لوحدات بناء نانوية على جميع المقاييس. [ 29 ] في التخليق التساهمي والبلمرة، يربط العالم الذرات معًا بأي شكل مرغوب، والذي لا يشترط أن يكون الوضع الأكثر استقرارًا من الناحية الطاقية؛ أما الجزيئات ذاتية التجميع، فتتخذ بنية عند الحد الأدنى الديناميكي الحراري، مُحققةً أفضل توليفة من التفاعلات بين الوحدات الفرعية دون تكوين روابط تساهمية بينها. في البنى ذاتية التجميع، يجب على العالم التنبؤ بهذا الحد الأدنى، وليس مجرد وضع الذرات في الموقع المطلوب.

من الخصائص الأخرى المشتركة بين جميع الأنظمة ذاتية التجميع تقريبًا استقرارها الديناميكي الحراري . ولكي يحدث التجميع الذاتي دون تدخل قوى خارجية، يجب أن تؤدي العملية إلى طاقة جيبس ​​الحرة المنخفضة ، وبالتالي فإن الهياكل ذاتية التجميع أكثر استقرارًا ديناميكيًا حراريًا من المكونات المفردة غير المُجمَّعة. ومن النتائج المباشرة لذلك ميل الهياكل ذاتية التجميع عمومًا إلى أن تكون خالية نسبيًا من العيوب. ومن الأمثلة على ذلك تكوين الشبكات الفائقة ثنائية الأبعاد المكونة من ترتيب منتظم لكرات بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) بحجم الميكرومتر، بدءًا من محلول يحتوي على هذه الكرات، حيث يُسمح للمذيب بالتبخر ببطء في ظروف مناسبة. في هذه الحالة، تكون القوة الدافعة هي التفاعل الشعري، الذي ينشأ من تشوه سطح السائل الناتج عن وجود جزيئات طافية أو مغمورة. [ 30 ]

يمكن استحضار هاتين الخاصيتين - التفاعلات الضعيفة والاستقرار الديناميكي الحراري - لتفسير خاصية أخرى شائعة في الأنظمة ذاتية التجميع: الحساسية للاضطرابات الناتجة عن البيئة الخارجية. هذه الاضطرابات عبارة عن تقلبات طفيفة تُغير المتغيرات الديناميكية الحرارية، مما قد يؤدي إلى تغييرات ملحوظة في البنية، بل وقد يُضعفها، سواء أثناء عملية التجميع الذاتي أو بعدها. إن ضعف التفاعلات هو المسؤول عن مرونة البنية، ويسمح بإعادة ترتيبها في الاتجاه الذي تحدده الديناميكا الحرارية. إذا أعادت التقلبات المتغيرات الديناميكية الحرارية إلى حالتها الابتدائية، فمن المرجح أن تعود البنية إلى تكوينها الأولي. وهذا يقودنا إلى تحديد خاصية أخرى للتجميع الذاتي، لا تُلاحظ عادةً في المواد المُصنّعة بتقنيات أخرى: وهي خاصية الانعكاسية .

التجميع الذاتي عملية تتأثر بسهولة بالعوامل الخارجية. هذه الخاصية قد تجعل عملية التركيب معقدة نوعاً ما نظراً للحاجة إلى التحكم في العديد من العوامل الحرة. ومع ذلك، يتميز التجميع الذاتي بإمكانية الحصول على مجموعة واسعة من الأشكال والوظائف على نطاقات طولية متعددة. [ 31 ]

الشرط الأساسي اللازم لكي تتجمع وحدات البناء النانوية ذاتيًا في بنية منتظمة هو التواجد المتزامن لقوى التنافر طويلة المدى وقوى التجاذب قصيرة المدى. [ 32 ]

باختيار مواد أولية ذات خصائص فيزيائية وكيميائية مناسبة، يُمكن التحكم بدقة في عمليات التكوين التي تُنتج هياكل معقدة. ومن الواضح أن أهم أداة عند تصميم استراتيجية تصنيع مادة ما هي معرفة كيمياء الوحدات البنائية. على سبيل المثال، ثبت أنه من الممكن استخدام بوليمرات ثنائية الكتل ذات تفاعلية كتلية مختلفة لتضمين جسيمات نانوية من الماغيميت بشكل انتقائي ، وإنتاج مواد دورية ذات استخدام محتمل كموجهات موجية . [ 33 ]

في عام 2008، طُرح اقتراح مفاده أن كل عملية تجميع ذاتي تتضمن تجميعًا مشتركًا، مما يجعل المصطلح السابق تسمية غير دقيقة. تستند هذه الأطروحة إلى مفهوم الترتيب المتبادل بين نظام التجميع الذاتي وبيئته. [ 34 ]

على المستوى العياني

تُعدّ الأسطح البينية بين الغازات والسوائل من أكثر الأمثلة شيوعًا على التجميع الذاتي على المستوى العياني ، حيث يمكن حصر الجزيئات على المستوى النانوي في الاتجاه الرأسي، ثمّ تنتشر لمسافات طويلة أفقيًا. تشمل أمثلة التجميع الذاتي على هذه الأسطح : أشكال التنفس ، والطبقات الأحادية ذاتية التجميع ، وتجمعات القطرات ، وأغشية لانغمير-بلودجيت . في حين يُعدّ تبلور شعيرات الفوليرين مثالًا على التجميع الذاتي العياني بين سائلين. [ 35 ] [ 36 ] ومن الأمثلة البارزة الأخرى على التجميع الذاتي العياني، تكوين أشباه البلورات الرقيقة على سطح بين الهواء والسائل، والتي يمكن بناؤها ليس فقط بواسطة وحدات جزيئية غير عضوية، بل أيضًا بواسطة وحدات جزيئية عضوية. [ 37 ] [ 38 ] علاوة على ذلك، أفيد أن حمض L-DOPA الأميني المحمي بمجموعة Fmoc (Fmoc-DOPA) [ 39 ] [ 40 ] يمكن أن يمثل نموذجًا مبسطًا لبوليمر فوق جزيئي، يُظهر تحولًا بنيويًا تلقائيًا من كرات شبه مستقرة إلى تجمعات ليفية إلى مادة شبيهة بالهلام، وأخيرًا إلى بلورات أحادية. [ 41 ]

يمكن أيضًا ملاحظة عمليات التجميع الذاتي في أنظمة تتكون من وحدات بناء كبيرة الحجم. يمكن تحريك هذه الوحدات خارجيًا [ 42 ] أو ذاتيًا [ 43 ] . منذ خمسينيات القرن الماضي، قام العلماء ببناء أنظمة تجميع ذاتي تحتوي على مكونات بحجم سنتيمترات، تتراوح من أجزاء ميكانيكية ثابتة إلى روبوتات متحركة [ 44 ] . بالنسبة للأنظمة بهذا الحجم، يمكن التحكم بدقة في تصميم المكونات. في بعض الأنظمة، تكون تفضيلات تفاعل المكونات قابلة للبرمجة. يمكن مراقبة عمليات التجميع الذاتي وتحليلها بسهولة بواسطة المكونات نفسها أو بواسطة مراقبين خارجيين [ 45 ] .

في أبريل 2014، تم دمج البلاستيك المطبوع ثلاثي الأبعاد مع "مادة ذكية" تتجمع ذاتيًا في الماء، [ 46 ] مما أدى إلى " الطباعة رباعية الأبعاد ". [ 47 ]

مفاهيم متسقة للتنظيم الذاتي والتجميع الذاتي

يستخدم الناس مصطلحي " التنظيم الذاتي " و"التجميع الذاتي" بشكل مترادف. ومع ازدياد شعبية علم الأنظمة المعقدة ، تزداد الحاجة إلى التمييز بوضوح بين هاتين الآليتين لفهم أهميتهما في الأنظمة الفيزيائية والبيولوجية. تشرح كلتا العمليتين كيفية نشوء النظام الجماعي من "تفاعلات ديناميكية صغيرة النطاق". [ 48 ] التنظيم الذاتي عملية غير متوازنة، بينما التجميع الذاتي عملية تلقائية تؤدي إلى التوازن. يتطلب التجميع الذاتي بقاء المكونات دون تغيير جوهري طوال العملية. إلى جانب الاختلاف الديناميكي الحراري بينهما، يوجد أيضًا اختلاف في التكوين. يتمثل الاختلاف الأول في ما "يُشفّر النظام الكلي" في التجميع الذاتي، بينما لا يكون هذا التشفير الأولي ضروريًا في التنظيم الذاتي. ثمة اختلاف طفيف آخر يتعلق بالحد الأدنى لعدد الوحدات اللازمة لتكوين النظام. يبدو أن التنظيم الذاتي يتطلب حدًا أدنى من الوحدات، بينما لا يتطلب التجميع الذاتي ذلك. قد يكون لهذه المفاهيم تطبيقات خاصة فيما يتعلق بالانتقاء الطبيعي . [ 49 ] في نهاية المطاف، قد تشكل هذه الأنماط نظرية واحدة لتكوين الأنماط في الطبيعة. [ 50 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 Wetterskog E, Agthe M, Mayence A, Grins J, Wang D, Rana S, et  al. (أكتوبر 2014). "التحكم الدقيق في شكل وحجم بلورات أكسيد الحديد النانوية المناسبة للتجميع في مصفوفات جسيمات مرتبة" . مجلة علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة . 15 (5) 055010. Bibcode : 2014STAdM..15e5010W . doi : 10.1088/1468-6996/15/5/055010 . PMC 5099683. PMID 27877722 .  
  2. ↑ فام، ت. أ.، سونغ، ف.، نغوين، م. ت.، ستور، م. (نوفمبر 2014). "التجميع الذاتي لمشتقات البيرين على سطح الذهب (111): تأثيرات المستبدلات على التفاعلات بين الجزيئات" . مجلة الاتصالات الكيميائية . 50 (91): 14089-14092 . doi : 10.1039/C4CC02753A . PMID 24905327 . 
  3. ↑ كلينغ ف (2016). انتشار وتكوين بنية الجزيئات على الكالسيت (104) (أطروحة دكتوراه). جامعة يوهانس غوتنبرغ ماينز . doi : 10.25358/openscience-2179 .
  4. ↑ شريبر، ر. إي.، أفرام، ل.، نيومان، ر. (يناير 2018). "التجميع الذاتي من خلال التنظيم المسبق غير التساهمي للمتفاعلات: شرح تكوين متعدد فلورو أوكسوميتالات". الكيمياء: مجلة أوروبية . 24 (2): 369-379 . doi : 10.1002/chem.201704287 . PMID 29064591 . 
  5. ↑ ميراس إتش إن، كوبر جي جي، لونغ دي إل، بوغ إتش، مولر إيه، ستريب سي، كرونين إل (يناير 2010). "الكشف عن القالب العابر في التجميع الذاتي لعجلة نانوية من أكسيد جزيئي". مجلة ساينس . 327 (5961): 72-74 . Bibcode : 2010Sci...327...72M . doi : 10.1126/science.1181735 . PMID 20044572. S2CID 24736211 .  
  6. 1 2 3 فان أندرس جي، كلوتسا دي، أحمد إن كيه، إنجل إم، غلوتزر إس سي (نوفمبر 2014). " فهم إنتروبيا الشكل من خلال التعبئة الكثيفة المحلية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 111 (45): E4812-21. arXiv : 1309.1187 . Bibcode : 2014PNAS..111E4812V . doi : 10.1073/pnas.1418159111 . PMC 4234574. PMID 25344532 .  
  7. 1 2 جينغ واي، فان أندرس جي، دود بي إم، دشيموشادزه جيه، غلوتزر إس سي (يوليو 2019). " هندسة الإنتروبيا للتصميم العكسي للبلورات الغروية من الأشكال الصلبة" . ساينس أدفانسز . 5 (7) eaaw0514. arXiv : 1712.02471 . Bibcode : 2019SciA....5..514G . doi : 10.1126/sciadv.aaw0514 . PMC 6611692. PMID 31281885 .  
  8. ↑ بيزريادين أ، ويسترفيلت ر.م، تينكهام م (1999). "سلاسل ذاتية التجميع من جسيمات نانوية كربونية مُجرافنة". رسائل الفيزياء التطبيقية . 74 (18): 2699-2701 . arXiv : cond-mat/9810235 . Bibcode : 1999ApPhL..74.2699B . doi : 10.1063/1.123941 . S2CID 14398155 . 
  9. ↑ ليون د، هابلر أ (2013). "اعتماد قوة العزل الكهربائي على حجم الفجوة في فجوات الفراغ النانوية". معاملات IEEE في العوازل والعزل الكهربائي . 20 (4): 1467-1471 . doi : 10.1109/TDEI.2013.6571470 . S2CID 709782 . 
  10. ↑ شين إي (2012). "تحويل الطاقة النووية باستخدام رُزم من المكثفات النانوية المصنوعة من الجرافين". التعقيد . 18 (3): 24-27 . Bibcode : 2013Cmplx..18c..24S . doi : 10.1002/cplx.21427 .
  11. ↑ ديمورتيير أ، سنيزكو أ، سابوزنيكوف إم في، بيكر ن، بروسلييه ت، أرانسون آي إس (2014). "شبكات قابلة للضبط ذاتية التجميع من جسيمات غروانية لزجة" . نيتشر كوميونيكيشنز . 5 : 3117. Bibcode : 2014NatCo...5.3117D . doi : 10.1038/ncomms4117 . PMID 24445324 . 
  12. ↑ إسرائيلاتشفيلي جيه إن (2011). القوى بين الجزيئية والسطحية ( الطبعة الثالثة). إلسيفير. 
  13. ↑ جونز إم آر، سيمان إن سي، ميركين سي إيه (فبراير 2015). "المواد النانوية: المواد القابلة للبرمجة وطبيعة رابطة الحمض النووي" . مجلة ساينس . 347 (6224) 1260901. doi : 10.1126/science.1260901 . PMID 25700524 . 
  14. 1 2 غلوتزر إس سي، سولومون إم جيه (أغسطس 2007). "تباين الخواص في الوحدات البنائية وتجميعها في هياكل معقدة". نيتشر ماتيريالز . 6 (8): 557-62 . Bibcode : 2007NatMa...6..557G . doi : 10.1038/nmat1949 . PMID 17667968 . 
  15. ↑ فان أندرس، جي.، أحمد، ن. ك.، سميث، ر.، إنجل، م.، غلوتزر، س. س. (يناير 2014). "جسيمات غير متجانسة إنتروبياً: هندسة التكافؤ من خلال إنتروبيا الشكل". ACS Nano . 8 ( 1): 931-940 . arXiv : 1304.7545 . doi : 10.1021/nn4057353 . PMID 24359081. S2CID 9669569 .  
  16. ↑ مايورغا، لويس س.؛ ماسون، دييغو (2024). "الرقصة السرية داخل الأجسام متعددة الحويصلات". ACS Nano . 18 (24): 15651–15660 . doi : 10.1021/acsnano.4c01590 . PMID 38830824 . 
  17. ↑ سوليم جيه سي (2002). "ميكريتات ذاتية التجميع قائمة على الأجسام الأفلاطونية" . الروبوتات والأنظمة المستقلة . 38 (2): 69-92 . doi : 10.1016/s0921-8890(01)00167-1 .
  18. ↑ تروهيلا ج، سوليم ج.س. (1998). "اتجاهات البحث المستقبلية في لوس ألاموس: منظور من زملاء لوس ألاموس" (ملف PDF) . تقرير مختبر لوس ألاموس الوطني LA-UR-02-7722 : 9.
  19. ↑ حسين، آي دي، وليدل، سي إم (أغسطس 2007). "بلورات غروانية غير كروية مُجمَّعة بالحمل الحراري، ذات قاعدة على شكل قبعة فطرية". لانغمير . 23 (17): 8810-4 . doi : 10.1021/la700865t . PMID 17630788 . 
  20. ↑ حسين، آي دي، وليدل، سي إم (أكتوبر 2007). "بلورات غروانية ثنائية غير متماثلة مُجمَّعة بالحمل الحراري". لانغمير . 23 (21): 10479-85 . doi : 10.1021/la7007254 . PMID 17629310 . 
  21. ↑ لي جيه إيه، مينغ إل، نوريس دي جيه، سكريفن إل إي، تساباتسيس إم (يونيو 2006). "طبقات بلورية غروانية من صفائح نانوية سداسية الشكل عن طريق التجميع الحراري". لانغمير . 22 (12): 5217-9 . doi : 10.1021/la0601206 . PMID 16732640 . 
  22. ↑ هاربر إي إس، فان أندرس جي، غلوتزر إس سي (أغسطس 2019). "الرابطة الإنتروبية في البلورات الغروية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 116 (34): 16703-16710 . Bibcode : 2019PNAS..11616703H . doi : 10.1073/pnas.1822092116 . PMC 6708323. PMID 31375631 .  
  23. ↑ وايتسايدز جي إم، بونشيفا إم (أبريل 2002). "ما وراء الجزيئات: التجميع الذاتي للمكونات الميزوسكوبية والماكروسكوبية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 99 (8): 4769-74 . Bibcode : 2002PNAS...99.4769W . doi : 10.1073/pnas.082065899 . PMC 122665. PMID 11959929 .  
  24. ↑ وايتسايدز جي إم، كريبيل جي كي، لوف جي سي (2005). "الهندسة الجزيئية للأسطح باستخدام طبقات أحادية التجميع الذاتي" ( ملف PDF) . مجلة ساينس بروجرس . 88 (الجزء 1): 17-48 . CiteSeerX 10.1.1.668.2591 . doi : 10.3184/003685005783238462 . PMC 10367539. PMID 16372593. S2CID 46367976. مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 20 يونيو 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 ديسمبر 2016 .    
  25. ↑ بيريلو د، ماتياسون ب، غالايف إي واي، كيرسيبوم هـ (فبراير 2012). "تكوين هيدروجيلات ذاتية التجميع ذات مسام كبيرة من خلال التجميد الهلامي لـ Fmoc-Phe-Phe". مجلة علوم الغرويات والأسطح البينية . 368 (1): 226-230 . Bibcode : 2012JCIS..368..226B . doi : 10.1016/j.jcis.2011.11.006 . PMID 22129632 . 
  26. ↑ تشين ب، لوه ز، غوفين س، تاسوغلو س، غانيسان أ.ف، وينغ أ، ديميرسي يو (سبتمبر 2014). " التجميع على المستوى الميكروي الموجه بواسطة قالب سائل" . المواد المتقدمة . 26 (34): 5936-41 . Bibcode : 2014AdM....26.5936C . doi : 10.1002/adma.201402079 . PMC 4159433. PMID 24956442 .  
  27. ^ ياسوجا، هيروكي؛ إيسيري، إمري؛ وي، شي؛ كايا، كرم؛ دي ديو، جياكومو؛ أوساكي، توشيهيسا؛ كاميا، كوكي؛ نيكولاكوبولو، بوليكسيني؛ بوخمان، سيباستيان. سوندين، يوهان؛ باقري، شرفين؛ تاكيوتشي، شوجي؛ هيرلاند، آنا؛ ميكي، نوريهيسا؛ فان دير ويجنجارت، ووتر (2021). "الطاقة السطحية للسوائل تدفع إلى ظهور هياكل دورية ثلاثية الأبعاد في سقالات الأعمدة الدقيقة". فيزياء الطبيعة . 17 (7): 794– 800. بيب كود : 2021NatPh..17..794Y . دوى : 10.1038/s41567-021-01204-4 . ردمك 1745-2473 . S2CID 233702358 .  
  28. ↑ ميليماكي تي تي، يانغ إتش، ليليستروم في، كوستياينن إم إيه، مالهو جي إم، تشو إكس إكس، إيكالا أو (سبتمبر 2016). "يؤدي الترابط الهيدروجيني لمشتق غير متماثل على شكل نجمة من حمض الصفراء إلى تجمعات ليفية فوق جزيئية تلتف لتشكل كريات ميكرومترية" . المادة اللينة . 12 (34): 7159-65 . Bibcode : 2016SMat...12.7159M . doi : 10.1039/C6SM01329E . PMC 5322467. PMID 27491728 .  
  29. ↑ أوزين، جي. أ.، وأرسينولت، أ. س. (2005). الكيمياء النانوية: منهج كيميائي للمواد النانوية . كامبريدج: الجمعية الملكية للكيمياء. ISBN 978-0-85404-664-5.{{cite book}}: CS1 maint: publisher location ( link )
  30. ↑ فيليف، أو. دي.، دينكوف، إن. دي.، كرالتشيفسكي، بي. إيه.، إيفانوف، آي. بي.، يوشيمورا، إتش.، ناغاياما، ك. (1992). "آلية تكوين البلورات ثنائية الأبعاد من جزيئات اللاتكس على الركائز". لانغمير . 8 (12): 3183-3190 . doi : 10.1021/la00048a054 .
  31. ↑ لين ، ج. م. (مارس 2002). "نحو التنظيم الذاتي والمادة المعقدة" . مجلة ساينس . 295 (5564): 2400-2403 . رمز Bibcode : 2002Sci...295.2400L . doi : 10.1126/science.1071063 . PMID 11923524. S2CID 37836839 .  
  32. ↑ فورستر ، بي. إم.، وتشيثام ، إيه. كيه. (2002). "ساكسينات النيكل ذو الإطار المفتوح، [Ni7 ( C4H4O4 ) 6 ( OH ) 2 ( H2O ) 2 ] ⋅2H2O : مادة هجينة جديدة ذات اتصال ثلاثي الأبعاد Ni−O−Ni". Angewandte Chemie International Edition . 41 (3): 457–459 . doi : 10.1002/1521-3773(20020201)41:3 < 457::AID-ANIE457 > 3.0.CO ; 2-W . PMID 12491377 . 
  33. ↑ غازيت، أو.، وخلفين، ر.، وكوهين، ي.، وتانينباوم، ر. (2009). "مفاعلات نانوية من البوليمر الثنائي الكتلة ذاتية التجميع كعوامل محفزة لتخليق الجسيمات النانوية المعدنية". مجلة الكيمياء الفيزيائية ج . 113 (2): 576-583 . doi : 10.1021/jp807668h .
  34. ↑ أوسكوكوفيتش، ف. (سبتمبر 2008). "أليس التجميع الذاتي تسمية خاطئة؟ حجج متعددة التخصصات لصالح التجميع المشترك". التقدم في علوم الغرويات والأسطح البينية . 141 ( 1-2 ): 37-47 . doi : 10.1016/j.cis.2008.02.004 . PMID 18406396 . 
  35. ↑ أريغا ك، هيل جيه بي، لي إم في، فينو أ، شارفيه ر، أشاريا س (يناير 2008). "التحديات والاختراقات في الأبحاث الحديثة حول التجميع الذاتي" . علم وتكنولوجيا المواد المتقدمة . 9 (1) 014109. Bibcode : 2008STAdM...9a4109A . doi : 10.1088 / 1468-6996/9/1/014109 . PMC 5099804. PMID 27877935 .  
  36. ↑ أريغا ك، نيشيكاوا م، موري ت، تاكيا ج، شريستا ل ك، هيل ج ب (2019). "التجميع الذاتي كعنصر أساسي في هندسة المواد النانوية" . مجلة علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة . 20 (1): 51-95 . Bibcode : 2019STAdM..20...51A . doi : 10.1080/14686996.2018.1553108 . PMC 6374972. PMID 30787960 .  
  37. ↑ تالابين دي في، شيفتشينكو إي في ، بودنارتشوك إم آي، يي إكس، تشين جيه، موراي سي بي (أكتوبر 2009). "الترتيب شبه البلوري في الشبكات الفائقة للجسيمات النانوية الثنائية ذاتية التجميع". نيتشر . 461 (7266): 964-967 . Bibcode : 2009Natur.461..964T . doi : 10.1038/nature08439 . PMID 19829378. S2CID 4344953 .  
  38. ↑ ناغاوكا واي، تشو إتش، إيغرت دي، تشين أو (ديسمبر 2018). "شبكات فائقة من البلورات النانوية شبه البلورية أحادية المكون من خلال قاعدة تبليط مضلعية مرنة" . مجلة ساينس . 362 (6421): 1396-1400 . Bibcode : 2018Sci...362.1396N . doi : 10.1126/science.aav0790 . hdl : 21.11116/0000-0002-B8DF-4 . PMID 30573624 . 
  39. ^ ساها، أبهيجيت؛ بوليسيتي، سريناث؛ هاندشين، ستيفان؛ ميزنجا ، رافائيل (2013). "التجميع الذاتي والرجفان للحمض الأميني متعدد الفينول الذي يعمل بـ Fmoc" . المادة الناعمة . 9 (43): 10239. بيب كود : 2013SMat....910239S . دوى : 10.1039/c3sm52222a . ISSN 1744-683X . 
  40. ↑ فيشمان، غاليت؛ غوترمان، توم؛ أدلر-أبراموفيتش، ليحي؛ غازيت، إيهود (2015). "الخصائص الوظيفية التآزرية للهيدروجيلات ثنائية المكونات أحادية الأحماض الأمينية" . CrystEngComm . 17 (42): 8105–8112 . Bibcode : 2015CEG....17.8105F . doi : 10.1039/C5CE01051A . ISSN 1466-8033 . 
  41. ↑ فيشمان، غاليت؛ غوترمان، توم؛ دامرون، جوشوا؛ أدلر-أبراموفيتش، ليحي؛ شميدت، جوديث؛ كيسلمان، إلينا؛ شيمون، ليندا جيه دبليو؛ رامامورثي، أيالوسامي؛ تالمون، يشعياهو؛ غازيت، إيهود (2016-02-05). "الانتقال البنيوي التلقائي وتكوين البلورات في نموذج بوليمر فوق جزيئي بسيط" . مجلة ساينس أدفانسز . 2 (2) e1500827. Bibcode : 2016SciA....2E0827F . doi : 10.1126/sciadv.1500827 . ISSN 2375-2548 . PMC 4758747. PMID 26933679 .   
  42. ↑ هوسوكاوا ك، شيموياما إ، ميورا هـ (1994). "ديناميكيات الأنظمة ذاتية التجميع: تشبيه بالحركية الكيميائية". الحياة الاصطناعية . 1 (4): 413-427 . doi : 10.1162/artl.1994.1.413 .
  43. ↑ غروس ر، بوناني م، موندا ف، دوريغو م (2006). "التجميع الذاتي المستقل في روبوتات الأسراب" . معاملات IEEE في مجال الروبوتات . 22 (6): 1115-1130 . doi : 10.1109/TRO.2006.882919 . S2CID 606998 . 
  44. ↑ غروس ر، دوريغو م (2008). "التجميع الذاتي على المستوى العياني" . وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 96 (9): 1490-1508 . CiteSeerX 10.1.1.145.8984 . doi : 10.1109/JPROC.2008.927352 . S2CID 7094751. مؤرشف من الأصل في 18 نوفمبر 2023 .  
  45. ↑ ستيفنسون سي، ليون دي، هوبلر إيه (فبراير 2017). "الخصائص الطوبولوجية لشبكة كهربائية ذاتية التجميع عبر حسابات ab initio" . التقارير العلمية . 7 41621. Bibcode : 2017NatSR...741621S . doi : 10.1038/srep41621 . PMC 5290745. PMID 28155863 .  
  46. ↑ دي مونتي، ليزلي (7 مايو 2014). " السوق الهندية ترى مستقبلًا واعدًا في الطابعات ثلاثية الأبعاد ". مينت.
  47. ↑ تيبتس، سكايلر (فبراير 2013). "ظهور الطباعة رباعية الأبعاد"" . محاضرة تيد . مؤرشفة من الأصل في 26 نوفمبر 2021.
  48. ↑ هالي، جيه دي، وينكلر، دي إيه (2008). "مفاهيم متسقة للتنظيم الذاتي والتجميع الذاتي" . التعقيد . 14 (2): 10-17 . Bibcode : 2008Cmplx..14b..10H . doi : 10.1002/cplx.20235 .
  49. ↑ هالي، جيه دي، وينكلر، دي إيه (مايو 2008). "التنظيم الذاتي الشبيه بالحالات الحرجة والانتخاب الطبيعي: وجهان لعملية تطورية واحدة؟". أنظمة بيولوجية . 92 (2): 148-158 . Bibcode : 2008BiSys..92..148H . doi : 10.1016/j.biosystems.2008.01.005 . PMID 18353531. نجادل بأن الديناميكيات الشبيهة بالحالات الحرجة تتنظم ذاتيًا بسهولة نسبية في الأنظمة غير المتوازنة، وأن هذه الديناميكيات في الأنظمة البيولوجية تُشكل قوالب يبني عليها الانتخاب الطبيعي مزيدًا من التطوير. يمكن تعديل هذه الحالات الشبيهة بالحالات الحرجة بواسطة الانتخاب الطبيعي بطريقتين أساسيتين، مما يعكس الميزة الانتقائية (إن وجدت) للاختلافات الوراثية إما بين المشاركين في الانهيار الجليدي أو بين الأنظمة بأكملها. 
  50. ↑ هالي، جيه دي، وينكلر، دي إيه (2008). "مفاهيم متسقة للتنظيم الذاتي والتجميع الذاتي" . التعقيد . 14 (2): 15. Bibcode : 2008Cmplx..14b..10H . doi : 10.1002/cplx.20235 . [...] قد يكون من الممكن يومًا ما دمج آليات تشكيل الأنماط هذه في نظرية عامة واحدة لتشكيل الأنماط في الطبيعة.

للمزيد من القراءة