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西安交大科研人员在手性纳米材料制备方面取得重要进展
来源:交大新闻网 日期 2020-02-03 16:41 点击:

作为三维物体的基本属性之一,手性广泛存在于自然界中,小到微观电子的自旋、有机分子,大到星系旋臂、行星自转、大气气旋,手性覆盖了由生物分子到宇宙的绝大多数的天然产物。那么,自然界中手性原则的起源是什么?这一问题被《科学》杂志列为当今世界125个最具挑战性的科学问题之一。手性材料在不对称催化与合成、非线性光学、手性开关以及手性模板等领域有着广泛的应用前景。在手性研究中,如何构筑手性材料,尤其是纳米尺度上的手性材料是当前研究的一大热点与难题。目前较为常用的方法之一就是从自然界提取手性材料作为模板,但是该方法仅适用于自然界存在的手性结构。如何人为地创造纳米尺度上的手性,是决定此类材料进行功能化的核心问题。

针对这一问题,西安交通大学材料学院、陕西省国际软物质联合研究中心的研究人员,与德国哈勒大学、英国谢菲尔德大学研究人员合作,设计、合成了一类含有两个侧链化学性质完全不同的非手性多嵌段分子。借助于先进的同步辐射小角X射线散射和原位原子力显微镜实验,研究发现此类分子在微观相分离、氢键、各向异性等因素的协同作用下,通过分子自组装过程可以形成具有手性结构的立方I4132相,从而以化学结构上的对称性破缺成功在纳米尺度上诱导形成了手性结构。此项研究是应用非手性材料成功地构筑了10 nm以下的手性有序结构,从中获得的材料设计概念对于如何构筑新型手性结构具有非常重要的参考价值,并且在手性模板以及先进光学材料方面有着巨大的应用价值。

近日,该研究成果以《纳米相分离诱导手性:X形多嵌段分子热致自组装构筑具有交替网络结构的螺旋二十四面体型立方I4132相》(Chirality Induction through Nano-phase Separation: Alternating Network Gyroid (I4132) Phase by Thermotropic Self-Assembly of X-Shaped Bolapolyphiles)为题发表在国际化学领域权威期刊《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。该论文第一作者为西安交大材料学院博士生陈长龙,通讯作者是西安交大金属材料强度国家重点实验室的刘峰教授,领军学者Goran Ungar教授以及德国哈勒大学Carsten Tschierske教授,西安交大金属材料强度国家重点实验室为本文的第一单位。该研究工作得到了国家自然科学基金国际合作项目以及111计划2.0等共同资助。

全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201911245

文字:材料学院
图片:材料学院
编辑:彭碧仙

 
 
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