1. 研究背景
特定螺旋构象的生物大分子具有特定的生理功能在生命活动中起着至关重要的作用。受生物螺旋结构的启发,人们精确合成手性有机分子、无机纳米材料及螺旋结构超分子组装体和聚合物等,探索了其在生物传感、对映体分离、不对称催化、手性超材料、三维显示等方面的潜在应用。圆偏振光(CPL)因其固有手性属性被认为是自然界物质的同手性来源之一。无独有偶的是,手性金属纳米颗粒可以增强手性光与物质相互作用,在不对称光化学反应中可以作为新的手性源。我们在不对称光化学反应中引入上述两类手性源,将手性远场与近场相互作用相结合,进一步探索手性诱导和放大过程中光的自旋角动量与手性纳米粒子附近的手性电磁场可能存在的协同与竞争效应。
2. 文章概述
近日,由中国科学技术大学邹纲教授、李景国教授、张红莉副研究员报道了一个利用手性银纳米粒子与圆偏振可见光共同作用的不对称光聚合体系,其中圆偏振可见光(CPVL)和手性纳米粒子可同时作为手性源,诱导特定螺旋结构的聚二乙炔链的形成。
研究发现,当圆偏振光与金属纳米颗粒手性方向一致时,能进一步提升不对称聚合反应的手性选择性,实现聚二乙炔薄膜的手性放大;而当二者手性方向相反时, CPVL可以在链传播过程中抵消聚合物的螺旋偏倚程度,甚至改写聚合物的螺旋偏倚方向,而不对称聚合反应的手性选择性则由两种相反手性相互作用间的竞争决定。通过正交控制圆偏振光和金属纳米颗粒手性方向及相对强弱,可以实现一系列不同光学活性和手性梯度分布的聚二乙炔功能薄膜的精准制备,并应用于可编程的手性微图案和多通道独立手性光学信息编码等领域。该研究对于探索不对称光聚合中的手性控制以及可便编程的手性微图案设计具有指导和借鉴意义。
该项目研究获得国家自然科学基金(22071233, 52373122)、双一流大学专项资金(KY2400000037)、中央高校基础科研基金(WK2060000071)等项目的资助,谨此感谢。
WILEY
论文信息:
Amplifying and Reversing the Chiral Bias in Asymmetric Photo-polymerization Reaction
Dingdong Liu, Xiangxiang Xu, Zeyu Feng, Chutian Zhang, Jialei Li, Yifan Xie, Jingguo Li,* Hongli Zhang,* and Gang Zou*
Advanced Science
DOI:10.1002/advs.202411439
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Advanced
Science
期刊简介
Advanced Science 是Wiley旗下创刊于2014年的优质开源期刊,发表材料科学、物理化学、生物医药、工程等各领域的创新成果与前沿进展。期刊为致力于最大程度地向公众传播科研成果,所有文章均可免费获取。被Medline收录,PubMed可查。
交叉学科的前沿进展,影响力广泛。
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