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  作為三維物體的基本屬性之一，手性廣泛存在于自然界中，大到宇宙中的銀河系、小到微觀的分子、粒子體系。對(duì)于手性的研究不僅有助于我們加深對(duì)地球生命甚至是宇宙起源的認(rèn)識(shí)，而且在生命科學(xué)、制藥以及材料科學(xué)等領(lǐng)域也有著非常重要的現(xiàn)實(shí)作用。在手性研究中，除了分子層次的手性以外，分子以上層次尤其是納米尺度上的手性問(wèn)題研究正在日益引起人們的廣泛興趣。

  在國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和中國(guó)科學(xué)院的支持下，中科院化學(xué)所膠體、界面與化學(xué)熱力學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員一直致力于探索在界面和超分子凝膠等自組裝體系中超分子手性的產(chǎn)生、傳遞、放大和調(diào)控的規(guī)律(Chem. Rev. 2015, 115 , 7304–7397; Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 15062-15066; J. Am. Chem. Soc. 2015, 137,16109-16115)。他們?cè)诔肿邮中蚤_(kāi)關(guān)(Adv. Mater. 2014, 26, 6959-6964)，手性識(shí)別(Angew. Chem. Int. Ed.2013, 52, 4122-4126; Chem. Asian J. 2016, 11,2642-2649)，不對(duì)稱催化(J. Am. Chem. Soc. 2016, 138 , 15629–15635)等應(yīng)用方面取得了一些重要成果。

  事實(shí)上，超分子自組裝的研究靈感大都來(lái)自于生物體系中，而在生物體系中，信息交互都是多通道的，不僅通過(guò)手性信息通道，而且也會(huì)通過(guò)離子、電子、光等能量通道。這些多通道信息的集成和協(xié)同的表達(dá)對(duì)生命體完成一系列復(fù)雜的生理活動(dòng)起著至關(guān)重要的作用。因此在人工的自組裝體系中，將多種信息通道集成在一起研究也可能產(chǎn)生一些新的功能。在之前的超分子手性研究中，大部分工作都集中在單一手性信息通道的研究，很少將手性和能量信息通道結(jié)合起來(lái)研究。

  近期，他們與納米中心、天津大學(xué)的研究人員合作，成功地將手性和圓偏振發(fā)光能量集成在自組裝的納米螺旋纖維中。他們通過(guò)超分子自組裝的方法構(gòu)筑了基于手性π凝膠因子和非手性的π受體分子形成的復(fù)合納米螺旋結(jié)構(gòu)，并研究了手性和能量信息如何在納米尺度上從給體分子傳遞到受體分子。結(jié)果表明，單獨(dú)的手性π凝膠因子可以自組裝形成納米螺旋纖維結(jié)構(gòu)。在非手性的受體分子共存的情況下，兩者仍然可以通過(guò)共組裝形成復(fù)合的納米螺旋。在復(fù)合體系中，非手性的受體分子可以同時(shí)捕獲給體的手性和能量，同時(shí)表現(xiàn)出超分子手性和能量轉(zhuǎn)移放大的圓偏振發(fā)光。該研究成果發(fā)表在Nat. Commun.雜志上DOI: 10.1038/ncomms15727）。

圖 1 自組裝納米纖維中的手性和能量轉(zhuǎn)移放大的圓偏振發(fā)光

  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/ncomms15727