FB体育

FB体育官网-FB体育试玩
科研进展
FB体育 > 科研进展 >    正文

四川大学于珊珊课题组JACS:宏观同手性扭曲促使光机械组装体实现连续原位旋转

访问量:发布时间:2025-08-22

微纳尺度的光驱动运动系统在精密光机械器件、自适应机器人和可持续能源收集方面具有巨大潜力。然而,在这些尺度上实现高效运动的一个主要挑战在于协调分子光动力学与宏观机械运动。虽然聚合物和水凝胶等传统光响应材料已被广泛研究,但其无序的微观结构限制了能量转换效率和运动精度。自组装提供了一种创新的解决方案,通过非共价相互作用,分子可以自发形成有序结构,从而实现精确的结构控制,并将局部的分子运动成为协同的机械响应。此前报道的自组装体在紫外光照射下可实现瞬态运动(如跳跃、裂变)或有限形变(如弯曲、扭曲),但围绕固定轴的连续原位旋转仍未得到探索,而这种运动类型对于模拟生物旋转马达和实现高效能量转导至关重要。

四川大学于珊珊团队通过缓慢冷却的方案制备具有宏观手性结构的螺旋组装体,实现了紫外光照射下的微米尺度连续原位旋转运动。团队通过精心设计联萘-偶氮苯分子,并进一步精确调控其自组装条件,包括溶剂的浓度、冷却速率、溶剂类型和极性等,成功制备出宽数十微米、长数百微米的宏观同手性螺旋组装体(BNP twist)。组装体在紫外光照下展现出围绕固定轴的连续原位旋转运动,其速度可由光强和尺寸调控,方向受螺旋几何结构导致的光照非对称性影响。该研究在实现微纳尺度的复杂持续运动上迈出了重要的一步,为精密光机械元件、自适应机器人和可持续能源收集器件的设计提供了一种新的思路。

该研究以“Macroscopic Homochiral Twist Enables Continuous In Situ Rotational Movement in Photomechanical Assemblies”为题目发表在Journal of the American Chemical Society上,FB体育官网-FB体育试玩 为第一单位,FB体育 于珊珊副教授为本文通讯作者,江艺璇博士和硕士研究生冯敬松为共同第一作者。衷心感谢国家自然科学基金委、四川大学的经费支持。

下一条:马利建课题组Angewandte Chemie:基于排斥-扭转效应的COFs全维度调控

关闭