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同济大学路庆华团队在3D手性螺环结构薄膜材料领域获得新进展

来源: 发布时间:2021-04-02 19:50

手性是构成生命体的重要元素。生命体中手性分子拼装的DNA双螺旋结构、α-螺旋多肽结构在多种生理活动中发挥着重要效果。近年来,科学家们选用人工合成有机分子在溶液中超分子自拼装取得了螺旋结构、螺旋圆环、莫比乌斯环等多种手性拼装体。但是,从分子到螺环的手性拼装和形状演化一直是个谜,如安在固体薄膜中构筑手性螺环结构取得手性光学仍然是一项应战。

同济大学化学科学与工程学院博士研讨生袁嘉男在路庆华教授指导下,将外源性手性分子掺杂液晶嵌段共聚物复合膜,然后进行热退火处理的相别离,成功构筑了一种微米尺度的手性三维立体螺环结构。这种手性3D螺环结构能够在紫外光照射下被擦除,热退火后可再次从头构成,有望完成手性结构的信息存储。近来,相关研讨成果“Reversible Micron‐Scale Spiral Self‐Assembly in Liquid Crystalline Block Copolymer Film with Controllable Chiral Response”发表于世界闻名化学期刊Angewandte Chemie International Edition。

该团队在前期研讨中提出了外源手性分子掺杂两嵌段共聚物经过退火拼装“双手性螺旋柱状结构”的办法,并将此办法得到的薄膜用于研讨分子手性搬运和手性荧光发光。在此基础上,研讨人员进一步选用具有向列相特征的偶氮侧链嵌段共聚物PEO-b-PMMA和外源手性分子的复合,观察到在热退火的初期,因为PMMA /TA的手性液晶场没有彻底构成,嵌段共聚物的微相别离只会呈现PEO/TA圆柱结构;跟着退火时刻的延伸,PMMA在手性TA的诱导下构成手性液晶场,柱状结构在手性液晶场的改变力效果下产生弯折和歪曲,终究构成完好的3D手性螺环结构。该文系统分析了手性液晶下,两嵌段聚合物的相别离,以及有手性拼装结构到3D螺环结构的改变规则。

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