天津大學(xué)教授胡文平、王雨、吳煌與諾貝爾獎(jiǎng)得主詹姆斯·弗雷澤·司徒塔特教授合作撰寫的論文《動(dòng)態(tài)超分子扭棱立方體》1月9日在學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表，文章介紹了他們?cè)诠怆姽δ艿氖中园⒒椎露嗝骟w的構(gòu)筑上取得的最新研究成果。

2000多年前，古希臘數(shù)學(xué)家阿基米德提出了13種阿基米德多面體，以結(jié)構(gòu)復(fù)雜而著稱。阿基米德多面體一直備受數(shù)學(xué)家、化學(xué)家、材料學(xué)家所關(guān)注，在新材料、生物醫(yī)藥、化學(xué)化工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。許多球形病毒衣殼和鐵蛋白展現(xiàn)出類似阿基米德多面體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。因此，化學(xué)家和材料科學(xué)家一直致力于復(fù)雜人工多面體的設(shè)計(jì)與合成。

扭棱立方體是兩個(gè)具有拓?fù)涫中缘陌⒒椎露嗝骟w中的一個(gè)，實(shí)現(xiàn)其立體特異性構(gòu)筑一直是化學(xué)家和材料學(xué)家追求的研究目標(biāo)。胡文平與詹姆斯·弗雷澤·司徒塔特研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)手開辟了光電小分子手性組裝新途徑，構(gòu)筑了超分子扭棱立方體。

研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并合成的超分子扭棱立方體由24個(gè)頂點(diǎn)、60條棱和38個(gè)面組成，其中包括6個(gè)正方形、8個(gè)正三角形和24個(gè)不等邊三角形。每個(gè)扭棱立方體含2712個(gè)原子。

由于其獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)，該扭棱立方體能夠同時(shí)裝載多個(gè)不同的有機(jī)客體分子，還能在立方體的內(nèi)部空腔和外部“口袋”中選擇性地裝載不同的客體分子。此外，該扭棱立方體還表現(xiàn)出優(yōu)異的光電性能，不僅能夠在光照下發(fā)生可逆的顏色變化，還可用光照來(lái)調(diào)節(jié)其彈性和硬度。這為開發(fā)機(jī)械性能可調(diào)的先進(jìn)光電功能材料奠定了基礎(chǔ)。

該項(xiàng)目研究同時(shí)獲得中國(guó)自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科技部、美國(guó)自然科學(xué)基金委員會(huì)、美國(guó)能源部、美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院以及歐洲研究委員會(huì)等的資助。（記者董山峰、王藝釗）

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