2024年1月2日，Nature子刊Nature Communications发表我校刘义教授团队在手性纳米材料领域的原创成果：《Biomimetic chiral hydrogen-bonded organic-inorganic frameworks》(Nature Communications, 2024, 15, 139, doi.org/10.1038/s41467-023-43700-6)。我校化学学院为第一完成单位，郭俊教授为第一作者兼通讯作者，刘义教授为通讯作者，合作通讯作者为国家纳米科学中心的唐智勇院士和天津大学的赵美廷教授。

手性是指实物和镜像不能重叠的一种非对称性，是自然界及宇宙的最基本特征。手性既是关联生命起源及宇宙演变等的前沿科学领域，也是电磁超材料、特效生物医药等的战略核心技术。因手性结构基元具有本征的高熵势垒，实现手性结构和材料的可控及普适性构筑，仍是该领域的巨大挑战。受启发于自然界氨基酸组装蛋白质过程，团队成员提出了一种新型的仿生自组装策略，并成功构筑了一系列手性氢键框架结构(HOIFs)。

图1.(a)自然界中氨基酸组装蛋白质的演变示意图

(b)本研究中提出的仿生自组装策略构建一系列手性氢键框架结构

基于氢键的动态可逆特性，团队所开发的新型HOIFs还可通过“解组装”方式制备单基元手性纳米链结构，并能通过“再组装”可逆恢复HOIFs框架结构，且表现出“解组装-再组装”过程依赖的手性光学活性，包括不对称因子高达1.7X10^-3的圆偏振发光活性。进一步，研究团队利用HOIFs的动态手性光学活性，还实现了对脂肪族等手性难识别底物的高效和往复手性识别及检测。

图2.手性氢键框架结构“解组装-再组装”动态特征及应用

该研究团队不仅开发出手性氢键框架结构的普适性组装策略，还实现了在金属有机框架(MOFs)及共价有机框架(COFs)中难具备的“解组装-再组装”动态特征，为手性纳米结构和材料的创制及应用提供了新思路。研究团队得到了国家自然科学基金项目(22103055)、天津市平台项目(21ZYJDJC00050)、天津工业大学引进人才启动基金等资助和支持。

（审稿：化学学院 阮艳莉 臧洪俊 编辑：党委宣传部 陈亚桥）

图片来源：化学学院