基于CO2鼓泡诱导的水相涡流旋转方向实现非手性组装基元的共组装纳米管的手性调控新进展发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》

基于完全非手性两亲性分子自(共)组装的手性一维纳米结构材料(比如:纳米管和螺旋结构等)由于其在手性识别、手性检测、手性催化、医药及生物等方面的潜在应用,一直以来都是科学家们关注的焦点。有趣的是,在自然界中,管和螺旋结构也相当普遍。自然界复杂的多功能共组装的一个显著特点是在水环境下具有外界刺激响应性和手性可调控性。通常情况下,由非手性两亲性分子组装成的纳米管一般不具有手性活性,所以基于自发对称性打破(spontaneous symmetry breaking)机理,由不同非手性两亲性分子共组装成手性纳米管则显得非常有趣。尽管基于完全非手性两亲性分子自(共)组装纳米管的手性调控的方法(如:磁力搅拌、圆极化光和气液界面压力)已有报道,但是通过构建气体鼓泡所诱导的水相涡流场的策略来实现不同非手性两亲性分子的共组装纳米管体系的手性调控仍然是极具挑战的。

近日,张玲副教授课题组在对具有CO2气体刺激响应的两种非手性两亲性偶氮苯分子组装基元的设计合成基础上,通过CO2鼓泡诱导的单一循环池的涡流场方向的调控(顺时针或逆时针)实现了两种两亲性分子的水相共组装纳米管体系的手性调控(右手P或左手M手性),实现了气体诱导的水相宏观涡流场对组装体超分子手性的可调控性。结合低温冷冻电镜技术跟踪了水相共组装纳米管体系的组装过程,观察到了从短螺旋带到短纳米管的中间态;发现其基于手性匹配原则,相同手性的短纳米管之间通过手性选择再组装形成相应手性的长纳米管的过程。该研究不仅发展了新的CO2刺激响应性的共组装纳米管体系,也为基于流体动力学研究来实现组装体的手性调控提供了一种新的策略和手段。

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该研究成果以“CO2-Triggered Co-Assembled Nanotubes with Controlled Chirality Through a CO2-Bubble-Induced Vortex”为题,于2017年5月16日在国际著名学术期刊Angew. Chem. Int. Ed.上在线发表。通讯联系人为张玲副教授,论文其他三位作者均为课题组的硕士研究生,(Ling Zhang,* Laicheng Zhou, Na Xu and Zhenjie Ouyang)。

该研究工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金等项目的资助。

论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201701749/full


文章录入:李心宇      责任编辑:谢志强
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