手性環(huán)狀納米結(jié)構(gòu)研究獲新發(fā)現(xiàn)

華東理工大學(xué)材料學(xué)院教授林嘉平團(tuán)隊(duì)在手性環(huán)狀納米結(jié)構(gòu)的制備上取得了新發(fā)現(xiàn)。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于德國(guó)《應(yīng)用化學(xué)》。

華東理工大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)，聚(γ-芐基-L-谷氨酸酯)均聚物與聚(γ-芐基-L-谷氨酸酯)—嵌段—聚乙二醇嵌段共聚物二元體系在溶液中自組裝形成尺寸均勻、手性可控的螺旋環(huán)狀多級(jí)納米結(jié)構(gòu)。他們通過調(diào)控嵌段共聚物與均聚物的共混比例，發(fā)現(xiàn)環(huán)狀結(jié)構(gòu)是由均聚物組裝形成的。

進(jìn)一步的研究表明，該手性環(huán)的形成是一個(gè)連續(xù)的兩步自組裝過程：首先聚肽均聚物自組裝形成均勻的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，然后嵌段共聚物在均聚物環(huán)上自組裝形成具有手性螺旋的表面納米結(jié)構(gòu)。該研究工作首次報(bào)道了在納米尺度構(gòu)筑具有手性的環(huán)狀多級(jí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步加深了對(duì)曲面受限自組裝，以及曲面手性調(diào)控規(guī)律的認(rèn)識(shí)，并為構(gòu)筑各類復(fù)雜多級(jí)納米結(jié)構(gòu)提供參考。

手性結(jié)構(gòu)在自然界中隨處可見，化學(xué)家們一直利用手性現(xiàn)象在不同尺度下構(gòu)筑手性結(jié)構(gòu)，并賦予其獨(dú)特的生物、催化等性能。在分子層次，存在同時(shí)具有環(huán)和手性兩個(gè)特征的結(jié)構(gòu)，例如具有手性碳的環(huán)烷烴結(jié)構(gòu)，其呈現(xiàn)出船型或椅型的構(gòu)象特征;在拓?fù)鋵W(xué)中，具有奇特性能的莫比烏斯環(huán)也是一種同時(shí)具有環(huán)和手性特征的結(jié)構(gòu)。然而，目前所知，在納米尺度同時(shí)具有環(huán)和手性兩個(gè)特征的多級(jí)結(jié)構(gòu)尚未見報(bào)道。