作者:万立骏等 来源:《国家科学评论》 发布时间:2015/8/31 11:24:42
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综述:表面手性二维分子自组装结构的形成与调控

前手性及非手性分子在表面形成手性组装结构的示意图

手性(chirality)一词源于希腊语词干“手”,用于描述类似于人的左右手的对称特征。手性是宇宙间的普遍现象之一,大至星系旋臂、大气气旋,小到矿物晶体、有机分子,都和手性现象有关。手性在生命活动中也起着极为重要的作用,如作为生命活动重要物质基础的生物大分子包括蛋白质、多糖、核酸和酶等几乎全是手性的。

具体到二维层次上,如果一个物体不能通过平面内的平移和旋转操作与其镜像重合,我们就称其具有二维手性。相对于三维体系中的手性现象,发生在表面上的二维手性现象具有许多独特特征,如许多非手性分子在表面吸附时可表现出手性甚至形成手性组装结构。研究表面二维手性现象,不仅对多相手性催化、手性物质的分离与拆分、化学传感器等领域具有指导意义,在探索生命物质中的手性起源问题等方面均也非常重要。

由中国科学院化学研究所陈婷博士、王栋研究员和万立骏院士共同撰写的综述文章“表界面手性二维分子自组装结构的形成与调控” (http://nsr.oxfordjournals.org/content/2/2/205.full)在《国家科学评论》2015年第2期发表。这篇综述性论文简述了手性在表面的表现形式及其研究方法,阐述了固有手性分子在表面的吸附组装,重点介绍了非手性分子表面吸附组装过程中手性的产生和传递,以及分子结构、客体分子(手性或非手性)、组装微环境等对表面分子手性组装的调控作用,并分析了表面手性研究面临的关键问题,展望了表面手性研究的未来发展趋势。

万立骏院士和王栋研究员课题组在表面手性的形成、表面手性纳米结构的构筑与调控等方面展开了深入研究。例如,他们利用扫描隧道显微技术实现了对吸附在表面上的手性分子绝对构型的鉴别,观察到外消旋体在表面的二维结晶拆分,研究了非手性分子在固体表面的手性吸附组装,设计构筑了多种基于非手性分子的表面手性纳米结构,实现了对特定手性纳米结构的调控。他们还提出利用简单手性共吸附分子对表面组装过程的手性特征的控制策略,发现了固/液界面基于非手性分子的手性非线性放大现象,获得了具有整体单一手性的表面二维多孔网格结构,并从分子层次上阐述了非手性分子组装过程中手性的产生及其长程传递和放大过程。(来源:科学网)

 
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