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    近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)中科院軟物質(zhì)化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鄒綱副教授課題組在螺旋共軛聚合物的可控合成與應(yīng)用領(lǐng)域取得新進(jìn)展，研究人員首次通過磁場(chǎng)和線偏振光輻照成功實(shí)現(xiàn)了螺旋聚二乙炔組裝體的可控合成。相關(guān)研究成果發(fā)表在9月23日出版的 naturecommunications上。論文的第一作者為課題組的博士生許洋洋。

    手性現(xiàn)象普遍存在于物理、化學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域。螺旋共軛聚合物具有獨(dú)特的光學(xué)和電磁學(xué)特性，在手性分離、顯示材料、不對(duì)稱電極、及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。近年來新的不對(duì)稱合成方法和技術(shù)不斷發(fā)展，由手性單體的聚合、非手性聚合物的手性修飾發(fā)展到手性模板控制聚合和超分子組裝等。能否實(shí)現(xiàn)由非手性的單體出發(fā)，不加入任何手性添加劑的情況下高效選擇性合成螺旋共軛聚合物仍然是有待解決的問題。

    眾所周知，1845年faraday發(fā)現(xiàn)了著名的法拉第效應(yīng)，即當(dāng)線偏振光在非手性的介質(zhì)中傳播時(shí)，若在平行于光的傳播方向加一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)，則光的振動(dòng)方向?qū)l(fā)生旋轉(zhuǎn)。與法拉第效應(yīng)不同，磁圓二色性效應(yīng)是源于在外磁場(chǎng)下物質(zhì)對(duì)于左、右旋圓偏振光的吸收不同。顯然，與圓偏振光不對(duì)稱誘導(dǎo)聚合機(jī)制類似，如果一個(gè)光化學(xué)反應(yīng)在特定方向的線偏振光和磁場(chǎng)的控制下也會(huì)出現(xiàn)手性選擇性。

    針對(duì)這一挑戰(zhàn)，該課題組首次在磁場(chǎng)下加入與磁場(chǎng)方向平行或反平行的線偏振紫外光輻照聚合，實(shí)現(xiàn)了螺旋聚二乙炔組裝體的可控合成：制備的聚二乙炔組裝體cd信號(hào)與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，且改變磁場(chǎng)與線偏振光方向夾角，能得到相反cd信號(hào)的螺旋聚二乙炔組裝體。研究人員利用這一體系，初步探索了其在可視化識(shí)別氨基酸對(duì)映異構(gòu)體方面的潛在應(yīng)用。該研究成果為由非手性單體出發(fā)制備螺旋共軛聚合物提供了一條新途徑，并能對(duì)探索生命科學(xué)中的手性起源問題提供參考和啟示。

    上述研究成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。