拉斯维加斯著名贝拉吉奥喷泉旁发生枪击事件,2人死亡

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技术化学家开发出可调机械手性的小型分子链

化学家开发出可调机械手性的小型分子链

一组化学家在机械互锁分子(MIMs)领域取得了重要进展。他们的研究展示了具有可调机械手性的小型链状分子的开发,展现出在材料科学、纳米技术和制药等领域的应用前景。

来自香港大学(HKU)的化学家团队与国际科学家合作,在机械互锁分子(MIMs)领域取得了重要进展。他们的研究最近发表在著名期刊Nature Synthesis上,展示了具有可调机械手性的小型链状分子的开发,展现出在材料科学、纳米技术和制药等领域的应用前景。

这项研究是已故诺贝尔奖获得者弗雷泽·斯托达特教授领导的合作努力,参与者包括来自香港大学化学系的助理研究教授唐春博士和张瑞华博士。香港大学、诺斯维斯特大学以及其他全球机构的研究人员也作出了贡献。

链状分子和机械手性

链状分子是由两个或多个环通过机械互锁形成的独特分子结构,类似于链环。与共价键不同,这些环是通过机械力保持在一起的。机械手性是指由互锁的分子环的非重叠空间排列所产生的手性,这会显著影响其特性和功能。

在这项研究中,研究人员表明,具有特定对称特征的两个非手性环可以通过创新的等结构去对称化策略创建具有机械手性的链状分子。这使得链状分子能够采用与其非手性对应物相似的紧凑共同构象。当以这种紧凑形式互锁时,环失去了各自的对称性,形成与其镜像不可重叠的手性结构,这在化学中被称为手性。

技术创新和方法论

研究团队开发了一种具有可调手性的链状分子,通过手性诱导和先进的合成技术实现。通过引入手性二磺酸盐分子,研究人员可以偏向一种镜像形式,从而对链状分子在溶液和固体晶体中的行为进行精确控制。这种可调性得益于紧凑设计和策略性分子几何形状的调整,暗示在智能材料、纳米技术和新型药物设计中有着良好的应用前景。计算建模和实验验证使得通过控制互锁环的相互作用和机械运动来操控手性成为可能,从而允许在不同手性状态之间过渡。研究人员还揭示,通过引入某些手性分子可以调整这些对映异构体之间的平衡,诱导手性和光学活性。

潜在应用

在纳米技术中,这些链状分子可以用于创建具有特定手性功能的分子机器,这些机器执行分子识别或靶向药物递送等任务。在材料科学中,这些结构的可调特性可能导致新材料和复合材料的开发,具有可定制的机械和光学特性,用于传感和其他应用。

唐博士表示:“在链状分子中创造和控制机械手性的能力为开发先进功能材料和人工分子机器开辟了新途径。我们的研究结果强调了使用机械键创造手性的潜力,这对化学和材料科学领域可能具有重要意义。”