Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
2 LC Structures of Polypeptide Homopolymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
2.1 Typical LC Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
2.2 Nematic and Cholesteric LC Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
2.3 Smectic LCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
2.4 Reentrant Isotropic Transition of Polypeptide LCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
3 Ordering of Polypeptides in Gel Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
3.1 Polypeptide Homopolymer Gels in Organic Solvents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
3.2 Ordering of Polypeptides in Copolymer Organogels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
3.3 Hydrogels Formed by Polypeptide Block Copolymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
4 Ordering of Polypeptide Chains in Micelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
4.1 Cylindrical Micelles Self-Assembled from Polypeptide Copolymers . . . . . . . . . . . . . . 181
4.2 Vesicles Self-Assembled from Polypeptide Copolymers . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 186
4.3 Complex Structures Self-Assembled from Polypeptide Copolymers . . . . . . . . . . . . . . . 189
5 Concluding Remarks and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Abbreviations
AFM
Atomic force microscopy
B
Biphasic region
BD
Brownian dynamics
CDCl 3
Deuterated chloroform
CHCl 3
Chloroform
DCA
Dichloroacetic acid
DL-PA
Poly(DL-alanine)
DHP
Dendron-helical polypeptide
DMF
N,N
0 -dimethylformamide
DP
Degree of polymerization
DPD
Dissipative particle dynamics
EDC
Dichloroethane
I
Isotropic phase
LC
Liquid crystal
L-PA
Poly(L-alanine)
LSCM
Confocal laser scanning microscopy
NCA
N-Carboxyanhydride
PArg
Poly(L-arginine)
PBLG
Poly(γ-benzyl L-glutamate)
PClBLA Poly(β-p-chlorobenzyl L-aspartate)
PDI
Polydispersity index
PDMS
Poly(dimethylsiloxane)
PEG
Poly(ethylene glycol)
PEO
Poly(ethylene oxide)
PFS
Poly(ferrocenylsilane)
PHEG
Poly[N
5
-(2-hydroxyethyl) L-glutamine]
160
C. Cai et al.
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
2 LC Structures of Polypeptide Homopolymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
2.1 Typical LC Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
2.2 Nematic and Cholesteric LC Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
2.3 Smectic LCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
2.4 Reentrant Isotropic Transition of Polypeptide LCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
3 Ordering of Polypeptides in Gel Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
3.1 Polypeptide Homopolymer Gels in Organic Solvents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
3.2 Ordering of Polypeptides in Copolymer Organogels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
3.3 Hydrogels Formed by Polypeptide Block Copolymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
4 Ordering of Polypeptide Chains in Micelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
4.1 Cylindrical Micelles Self-Assembled from Polypeptide Copolymers . . . . . . . . . . . . . . 181
4.2 Vesicles Self-Assembled from Polypeptide Copolymers . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 186
4.3 Complex Structures Self-Assembled from Polypeptide Copolymers . . . . . . . . . . . . . . . 189
5 Concluding Remarks and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Abbreviations
AFM
Atomic force microscopy
B
Biphasic region
BD
Brownian dynamics
CDCl 3
Deuterated chloroform
CHCl 3
Chloroform
DCA
Dichloroacetic acid
DL-PA
Poly(DL-alanine)
DHP
Dendron-helical polypeptide
DMF
N,N
0 -dimethylformamide
DP
Degree of polymerization
DPD
Dissipative particle dynamics
EDC
Dichloroethane
I
Isotropic phase
LC
Liquid crystal
L-PA
Poly(L-alanine)
LSCM
Confocal laser scanning microscopy
NCA
N-Carboxyanhydride
PArg
Poly(L-arginine)
PBLG
Poly(γ-benzyl L-glutamate)
PClBLA Poly(β-p-chlorobenzyl L-aspartate)
PDI
Polydispersity index
PDMS
Poly(dimethylsiloxane)
PEG
Poly(ethylene glycol)
PEO
Poly(ethylene oxide)
PFS
Poly(ferrocenylsilane)
PHEG
Poly[N
5
-(2-hydroxyethyl) L-glutamine]
160
C. Cai et al.