Angew. Chem. ：纳米粒子曲率诱导的分子间作用调控共组装体的手性

纳米尺度曲率相关的相互作用在生物系统中发挥着至关重要的作用。例如在细胞系统中，膜曲率作为一种高度活跃的元素，在调节蛋白质聚集、分类、转运和信号传导等细胞过程中发挥着重要作用。纳米尺度的质膜弯曲能够使特定吸附蛋白质之间产生相互作用，从而重塑蛋白质的组装路径，并驱动蛋白质聚集。然而，如何将曲率调节的相互作用拓展到人工分子组装系统，进而调节组装体材料的性质并实现功能化是一个巨大的挑战。

近日，山东大学杨志杰教授课题组发现在手性苝酰亚胺分子与非手性纳米粒子共组装过程中，纳米粒子的几何曲率可有效调控共组装体的手性信号。首先，系统调控球形纳米粒子的半径 （r）可有效调控其几何曲率κ（κ = 1/r）。实验表面，拥有大曲率的小尺寸纳米粒子与小曲率的大尺寸纳米粒子介导出两种不同半径的手性有机纳米管，而纳米粒子在有机纳米管内进行有序组装形成一维纳米链结构。圆二色光谱测试表明两种纳米管复合物的手性信号相反。定量的荧光动力学实验和分子动力学模拟表明，纳米粒子几何曲率将显著影响其表面包覆的烷基链末端的密度，小曲率的纳米粒子由于其表面配体烷基链末端间的间距小而促使手性苝酰亚胺分子预成核、寡聚，从而改变了有机分子的超分子组装方式。

在本研究中，该课题组阐明了纳米曲率是如何调节手性π共轭分子之间的相互吸引作用，并获得了具有相反手性的有机-无机纳米复合组装体材料。因此，纳米复合材料的手性可以通过纳米粒子的尺寸来调控，使纳米复合材料的手性随纳米粒子的尺寸而变化。此外，该手性纳米复合组装体可进一步用作种子来制备超分子聚合物材料，并有效调控其组装方式以及手性信号。

论文信息：

Chirality Inversion in Self-Assembled Nanocomposites Directed by Curvature-Mediated Interactions

Dr. Yanjun Gong,Dr. Zhaozhen Cao,Zongze Zhang,Rongjuan Liu,Fenghua Zhang,Prof. Dr. Jingjing Wei,Prof. Dr. Zhijie Yang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202117406

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