多组分自组装是构建复杂超分子系统和功能材料的关键策略，其通过整合单体的多功能性赋予材料新兴特性。然而，由于非共价相互作用的复杂性，精确调控共聚路径、分子排列及组装形貌仍是巨大挑战。尤其在双组分体系中，控制共聚物组成、长度和微观结构仍缺乏深入理解，且难以实现可重现的热力学与动力学产物控制。尽管嵌段和无规超分子共聚物已有较多研究，但交替共聚物因需形成异源二聚体而更为罕见，亟待开发新的互补相互作用工具箱。

分子设计与形貌表征

研究设计了两类含对映体oLA（L型oLLA与D型oDLA）、GVQAVY肽段及亲水性精氨酸的共轭体（图1a）。单一组分自组装时，L-A与D-A均形成直纤维（直径约14.9 nm），符合松散双层堆叠模型（图1c,d,f,g）。而等摩尔混合后，共聚物（L-A）-co-（D-A）则形成螺旋纤维（直径9.0 nm），AFM高度显著降低（图1e,h）。这种形态剧变源于oLLA与oDLA的立体络合作用，促使分子交错排列（图1b），直径与交错双层模型的理论值（9.5 nm）高度吻合。预组装实验进一步证实，互补手性尾链的强特异性作用驱动共聚而非均聚。

图1. 分子设计与形貌表征 (a) 寡聚(L-乳酸) (oLLA, L, 红色)、寡聚(D-乳酸) (oDLA, D, 黄色) 及肽序列 GVQAVYR (A, 蓝色) 的化学结构。 (b) 交替超分子共聚物 (L-A)-co-(D-A) 示意图。截面图展示交错双层堆叠模型。 (c) L-A 均聚物、(d) D-A 均聚物 和 (e) (L-A)-co-(D-A) 共聚物的 TEM 图像。 (f) L-A 均聚物、(g) D-A 均聚物 和 (h) (L-A)-co-(D-A) 共聚物的 AFM 图像。 样品条件：单一组分 L-A 或 D-A 浓度为 1 mM；L-A 与 D-A 混合体系摩尔比为 1:1，总浓度为 1 mM。 

光谱学与稳定性验证

圆二色谱（CD）显示：均聚物呈无规卷曲特征（负峰196 nm），而共聚物在190 nm/214 nm出现β-折叠信号，且强度高于均聚物叠加谱（图2a）。FTIR中羰基峰从1755 cm⁻¹蓝移至1749 cm⁻¹（图2d），直接证明立体络合形成。临界胶束浓度（CMC）测定表明，共聚物CMC（4.6 μM）较均聚物（>143 μM）降低30倍以上（图2c），揭示立体络合显著提升组装稳定性。X射线衍射中11.8°衍射峰（对应7.5 Å周期）进一步支持oLA链的交替排列（图S23）。

图2. 超分子共聚物的光谱学与稳定性研究 (a) L-A、D-A 均聚物及 (L-A)-co-(D-A) 共聚物的圆二色谱（CD）。虚线为均聚物光谱叠加结果。 (b) 紫外-可见吸收光谱。 (c) 通过尼罗红荧光探针法测定的临界胶束浓度（CMC）曲线。 (d) 均聚物与共聚物的傅里叶变换红外光谱（FTIR）羰基伸缩振动区（1800–1700 cm⁻¹）。 

动力学与路径普适性

时间分辨CD显示：共聚物在1小时内从无规卷曲快速转为β-折叠结构（图3a）。通过四种路径制备的共聚物（混合单体、单体与预组装均聚物混合、双均聚物混合）最终CD谱与形貌完全一致（图3b,c），表明体系受热力学平衡控制。预组装均聚物的松散堆叠允许单体快速交换，实现动态重构。

图3. 交替超分子共聚物的动力学研究及路径 (a) 通过途径 1 制备的 (L-A)-co-(D-A) 共聚物的时间分辨 CD 光谱。 (b) 四种不同路径制备的共聚物在热力学平衡下的 CD 光谱对比。 (c) 四种共聚物制备路径示意图： 途径 1：新鲜溶解的 L-A 与 D-A 单体混合；途径 2：新鲜 D-A 单体加入预组装的 L-A 均聚物；途径 3：新鲜 L-A 单体加入预组装的 D-A 均聚物；途径 4：预组装的 L-A 与 D-A 均聚物混合。

氢键与立体络合的竞争机制

当中央丙氨酸（A）被酪氨酸（Y）或苯丙氨酸（F）取代时，共聚物仍形成螺旋纤维（直径9.2–9.7 nm）并显示β-折叠特征（图4a,b,e,f）。而替换为异亮氨酸（I）或缬氨酸（V）后，共聚物维持直纤维形态（直径14.0–14.6 nm），CD谱与均聚物相似，且无立体络合证据（图4c,d,g,h）。这表明强β-折叠肽段通过增强氢键抑制了立体络合，导致共聚从交替有序转为无规排列（图4i）。

图4. 肽序列调控对共聚行为的影响 (a–d) (L-X)-co-(D-X) 共聚物的 TEM 图像（X 为肽序列 GVQXVYR 中的中央残基）。各图右上角标注 X 残基的化学结构。 (e–h) 对应 (a–d) 共聚体系的 CD 光谱（椭圆率单位：10⁴ deg·cm²·dmol⁻¹）。 (i) 立体络合作用（左）与氢键作用（右）分别主导交替型与无规型超分子共聚的示意图。

总结与展望

该研究通过精准调控肽段氢键倾向与oLA立体络合的竞争平衡，首次实现了热力学稳定的交替超分子共聚。弱氢键体系中，立体络合主导异源二聚化及交替排列；强氢键则导向无规共聚。这一发现不仅拓展了超分子共聚物库，更为微结构精准调控提供了新范式——通过操纵同源/异源相互作用平衡，可定向设计功能化超分子材料。