二維手性籠目網格結構研究獲新進展

2020-12-01 科學網
《美國化學會會志》發表我科學家成果
二維手性籠目網格結構研究獲新進展

 

本報訊 二維Kagome（籠目）網格結構由於其獨特的幾何形狀和潛在的應用價值受到廣泛關注，成為近年表面分子組裝研究的熱點之一。該結構雖在晶體中早有發現，但在表面的形成和存在卻鮮有報導。

 

中科院化學所分子納米結構與納米技術院重點實驗室研究人員長期開展對杯芳烴分子表面組裝的研究，最近他們以磺化硫雜杯[4]芳烴（thiacalix[4]arene tetrasulfonate，TCAS）分子為基元，在Au（111）表面成功構築了Kagome網格結構，並在該類結構中發現了手性的存在。利用掃描隧道顯微技術，研究人員對Kagome結構的形成、表面手性的產生等基本科學問題進行了深入研究，結果發表在近期的《美國化學會會志》上。

 

據悉，研究人員在溶液中使TCAS分子於Au（111）表面吸附組裝，在控制基底電位的條件下，每個分子採取全杯式構象吸附在基底表面，分子間通過範德華力相互作用，形成具有三角形形狀的分子三聚體。該三角形三聚體單元在固體表面外延生長，最終形成二維Kagome結構。由於分子與基底的相互作用以及分子取向的變化，組裝過程中分子的對稱性被打破，從而形成具有二維手性的組裝結構。這種手性結構的形成機理與該研究組此前在OPV分子組裝體系中發現的表面手性的形成機理完全不同，是非手性分子形成表面手性結構的又一種方式。

 

該研究以功能化的杯芳烴分子為基元，從而賦予二維Kagome結構更加豐富的性質；發現的手性Kagome結構在溶液環境中構築，可通過調節基底電位的方式有效控制其吸脫附，這些特點使這一新型Kagome結構可能具有良好的分子識別能力，有望在分子識別以及催化等領域獲得應用。（張巧玲）

 

《科學時報》 (2010-7-15 A1 要聞)

相關焦點

  • 二維Kagome結構研究獲新進展
    Kagome網格結構的STM圖像（a,c），結構模型（b,d），及手性結構形成示意圖（f）。 二維Kagome（籠目）網格結構由於其獨特的幾何形狀和潛在的應用價值受到廣泛關注，成為近年表面分子組裝研究的熱點之一。該結構雖在晶體中早有發現，但在表面的形成和存在卻鮮有報導。化學所分子納米結構與納米技術院重點實驗室的研究人員長期開展對杯芳烴分子表面組裝的研究（Angew. Chem. Int.
  • 化學所在二維手性Kagome結構研究方面取得新進展
    TCAS在Au(111)表面形成的手性Kagome網格結構的STM圖像（a,c），結構模型（b,d）二維Kagome（籠目）網格結構由於其獨特的幾何形狀和潛在的應用價值受到廣泛關注，成為近年表面分子組裝研究的熱點之一。該結構雖在晶體中早有發現，但在表面的形成和存在卻鮮有報導。化學所分子納米結構與納米技術院重點實驗室的研究人員長期開展對杯芳烴分子表面組裝的研究（Angew. Chem. Int.
  • 新型低維磁性材料研究獲進展
    對於二維自旋體系，量子漲落和熱漲落之間的競爭將主導磁相變行為，長程序反鐵磁相變有可能克服量子漲落而出現。但是，包含三角自旋網格特別是籠目(kagome)晶格的磁性材料，強烈的幾何阻挫和量子自旋漲落的作用會使長程有序的基態無法形成。對低維磁性材料的有序-無序量子相變現象的探索和對其機理的闡明是關聯電子體系中有待深入理解的基本物理問題，是目前材料科學和凝聚態物理領域最重要的研究熱點之一。
  • 納米可控手性光場產生方面研究獲進展
    近日，中國科學院西安光學精密機械研究所瞬態光學與光子技術國家重點實驗室研究員姚保利團隊在納米可控手性光場產生方面取得進展，相關研究成果在線發表於Nanoscale。手性指的是一種物體在二維平面內無法通過任何平移和旋轉而與其鏡像重合的不對稱性，廣泛存在於自然界和生命體中。手性分子通常以左手（左旋）和右手（右旋）形式成對出現，稱之為手性異構體或對映體。
  • 二維鐵磁體中自旋手性漲落的研究
    拓撲材料橫跨凝聚態物理領域多種體系，其中挫折磁體和手性磁體中非共面自旋結構可以形成自旋手性，在實空間內產生一個有效磁場，使得電子的行動軌跡發生偏轉，從而導致拓撲霍爾效應。由於拓撲霍爾效應和非共面自旋結構之間的密切聯繫，拓撲霍爾輸運測量被用作檢測非傳統磁序的有力手段。事實上，拓撲霍爾效應長久以來和手性磁體或異質結中的斯格明子相聯繫在一起。
  • 中國科大雜化二維超薄結構電催化還原二氧化氮研究獲進展
    近日，中國科學技術大學教授謝毅、特任教授孫永福課題組在雜化二維超薄結構的合成及應用領域取得重要進展。    文章連結中國科大雜化二維超薄結構電催化還原二氧化氮研究獲進展 　　近日，中國科學技術大學教授謝毅、特任教授孫永福課題組在雜化二維超薄結構的合成及應用領域取得重要進展。
  • 廣州生物院在有機小分子催化構建手性季碳中心研究中獲進展
    廣州生物院在有機小分子催化構建手性季碳中心研究中獲進展 2015-09-10 廣州生物醫藥與健康研究院 【字體：大 中 小】
  • 手性環狀納米結構研究獲新發現—新聞—科學網
    華東理工大學材料學院教授林嘉平團隊在手性環狀納米結構的製備上取得了新發現。相關研究成果近日發表於《德國應用化學》，並已入選熱門論文。 手性結構在自然界中隨處可見，大到宇宙星雲，小到蝸牛、牽牛花藤都有其特定手性。長期以來，化學家們一直利用手性現象在不同尺度下構築手性結構，並賦予其獨特的生物、催化等性能。在分子層次，存在同時具有環和手性兩個特徵的結構，例如具有手性碳的環烷烴結構，其呈現出船型或椅型的構象特徵；在拓撲學中，具有奇特性能的莫比烏斯環也是一種同時具有環和手性特徵的結構。
  • 負泊松比二維材料及量子反常霍爾效應異質結的高通量計算研究獲進展
    尋找新材料、新結構和新原理器件是推動信息化器件進一步發展的關鍵。近年來，二維材料由於僅有單個或幾個原子層厚度，量子效應凸顯，呈現出許多區別於傳統三維材料的新奇物性和卓越性能，有望成為新原理型光、電、磁等器件的核心材料。因此，探索具有優異性能的新型二維功能材料、研究其新奇物性並構築基於二維材料的新原理器件，對二維材料的實際應用具有重要意義。
  • 數據驅動具有負泊松比二維材料及具有量子反常霍爾效應二維材料異質結的高通量計算研究獲進展
    尋找新材料、新結構和新原理器件是推動信息化器件進一步發展的關鍵。近年來，二維材料由於僅有單個或幾個原子層厚度，量子效應凸顯，呈現出許多區別於傳統三維材料的新奇物性和卓越性能，有望成為新原理型光、電、磁等器件的核心材料。因此，探索具有優異性能的新型二維功能材料、研究其新奇物性並構築基於二維材料的新原理器件，對二維材料的實際應用具有重要意義。
  • 重慶研究院單晶二維材料GeSe大面積單原子層研究獲新進展
    重慶研究院單晶二維材料GeSe大面積單原子層研究獲新進展 2017-12-13 重慶綠色智能技術研究院 ，及其器件測試分析研究中取得最新進展。
  • 上海藥物所手性季碳二芳基胺基酸催化不對稱合成研究獲進展
    手性非天然胺基酸結構廣泛存在於天然產物、藥物分子和多功能材料中，作為重要合成砌塊在有機合成中也有廣泛的應用。其中，手性季碳胺基酸因其在藥物化學、蛋白結構組學等方面顯示出的獨特性質而備受化學家們的關注。
  • 上海有機所手性核磁共振「色譜」技術研究獲進展
    手性分子廣泛應用於醫藥、材料及生命等領域，快速確定手性樣品的組成對手性相關科學的發展十分重要。目前，常用的手性色譜分析技術基於分離，相對耗時，難於滿足高通量手性分析的需求。基於光譜方法（如圓二色光譜）可以避免分離，實現原位快速分析，但分析準確性易受微量雜質的幹擾。
  • 二維材料人工渦旋系統展現超強非線性手性
    從應用角度考慮，無論從實用性還是技術門檻遠場都優於近場；因此，遠場研究SPP軌道角動量的產生非常必要。創新研究二維螺旋形表面等離激元結構是產生具有可調拓撲數近場渦旋場的一種通用方法。該超透鏡由原子級平整度的鋁外延膜上刻蝕的阿基米得螺旋狹縫引發，它可以實現等離激元模式的精確調諧，也可以容易地在二維手性諧振腔頂部鋪設單層二維材料來構建金屬半導體複合系統。一方面，由於其吸收截面不再受光學互反性的限制，SHG發射可在遠場情況下對非對稱平面幾何結構進行手性探測；另一方面，ML-TMDC本身的反演對稱性破缺會引起很強的非線性光學效應，增強整體的SHG。
  • 二維有序介孔材料應用於微型超級電容器研究獲進展
    二維有序介孔材料應用於微型超級電容器研究獲進展 2019-06-12 大連化學物理研究所 【該工作為可控制備二維面內平行柱狀的有序介孔材料提供了新思路，為設計組裝高比能微型超級電容器提供了新策略。　　上述工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃等的資助。
  • 進展 | 二維材料及異質結的高通量計算取得重要進展
    尋找新材料、新結構和新原理器件是推動信息化器件進一步發展的關鍵。近年來，二維材料由於僅有單個或幾個原子層厚度，量子效應凸顯，呈現出許多區別於傳統三維材料的新奇物性和卓越性能，有望成為新原理型光、電、磁等器件的核心材料。
  • 中科院大連化物所手性催化研究獲進展
    近日，中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室分子催化與原位表徵研究組李燦、劉龑團隊在手性催化研究方面取得新進展，完成了高反應活性和對映選擇性底物控制的基於鄰位亞甲基醌（o-QMs）中間體的動態動力學拆分和
  • 新型類石墨烯二維晶體材料——鍺烯的研究獲進展
    近日，中國科學院武漢物理與數學研究所曹更玉研究組與中國科學院物理研究所高鴻鈞院士研究組合作，在新型類石墨烯二維晶體材料——鍺烯的製備研究方面取得新進展，相關研究結果與中科院物理所以共同第一作者單位合作發表在Advanced Materials
  • JACS：原子尺度的二維MOFs逐步形成過程與生長機理
    二維MOFs（2D-Metal Organic Frameworks）是由金屬中心與有機配體相互連接而構成的二維材料，在結構和性質上具有出色的可調性。為了獲得新穎的結構和優異的性能，對二維MOFs生長機制進行深入認識是至關重要的。
  • 長春應化所二維等離激元納米結構研究取得新進展
    二維金屬等離激元納米結構以其獨特的平面限域結構和表面等離激元共振耦合效應，已成為納米電子學、能源催化和傳感檢測等領域的研究熱點。然而，由於缺乏對等離子體-電子耦合效應的深入認識以及電極界面和材料的精確構築方法，二維金屬等離激元納米結構的設計和應用一直面臨著重大挑戰。