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偏振光對(duì)于增強(qiáng)信息存儲(chǔ)和顯示等復(fù)雜視覺效果來說是至關(guān)重要的。圓偏振光的吸收和發(fā)射會(huì)產(chǎn)生圓二色性（CD）和圓偏振發(fā)光（CPL）。具有這種手性活性的材料正在3D顯示、手性開關(guān)、生物傳感、無創(chuàng)生物醫(yī)學(xué)診斷和不對(duì)稱催化等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。與直接手性植入軸向手性生色團(tuán)或等離子體納米顆粒相比，自組裝是手性材料合成的有效途徑。近年來，具有特定吸收性或發(fā)光性的無機(jī)納米材料，例如金納米棒，量子點(diǎn)，鈣鈦礦納米晶體，經(jīng)過表面改性后，能夠在手性自組裝模板上形成不對(duì)稱取向。目前，大家廣泛采用的是通過具有π-π堆積，電荷轉(zhuǎn)移，靜電和氫鍵相互作用等結(jié)合位點(diǎn)的有機(jī)發(fā)光體與手性組分單元共同組裝，以易于控制誘導(dǎo)的手性，CD和CPL。關(guān)于手性光學(xué)材料合成的當(dāng)前挑戰(zhàn)集中在以下方面：1）精確控制左旋或右旋，CD波長(zhǎng)范圍或CPL發(fā)光顏色；2）高不對(duì)稱性g因子，包括gabs和glum；3）高合成產(chǎn)率和高保真度為了解決這些問題，作者在這里報(bào)告了利用水溶性天然羥基酸和苯并咪唑衍生物之間的氫鍵相互作用，通過活化的手性反應(yīng)對(duì)共組裝材料進(jìn)行高通量合成的方法。選擇具有C3和C2對(duì)稱性的三位和二位苯并咪唑（TBIB和BBIB）作為羧基粘合劑，引入已在宏觀手性誘導(dǎo)中使用的D/L-酒石酸（TA）和D/L-扁桃酸（MA）以產(chǎn)生八種（2×4）潛在的共組裝組合（圖.1）。

圖1. TBIB， BBIB，TA和MA的分子結(jié)構(gòu)，以及具有可調(diào)手性的手性自組裝體

相對(duì)于多肽序列來說，無論是從分子層次到納米層次，獨(dú)立的氨基酸長(zhǎng)期被認(rèn)為是構(gòu)筑功能螺旋結(jié)構(gòu)不利的構(gòu)筑基元。由于氨基酸組裝缺乏足夠的氫鍵位點(diǎn)，氨基酸組裝在手性光學(xué)方面應(yīng)用受到了限制。通過在N端修飾稠環(huán)芳基，作者發(fā)現(xiàn)封端氨基酸可以組裝成在分子層次上的類α-helix的螺旋結(jié)構(gòu)，其可以進(jìn)一步在小分子的誘導(dǎo)下形成模塊化的，三組分螺旋手性結(jié)構(gòu)。復(fù)合結(jié)構(gòu)的超分子手性征以及手性光學(xué)特征可以得到精準(zhǔn)的調(diào)控。

 圖2.多組分復(fù)雜手性共組裝的構(gòu)筑

上述工作得到國家自然科學(xué)青年基金、江蘇省青年基金、山東大學(xué)齊魯學(xué)者啟動(dòng)基金，以及山東大學(xué)學(xué)科交叉創(chuàng)新團(tuán)體基金的支持。儀器測(cè)試得到山東大學(xué)結(jié)構(gòu)成分與物性測(cè)量平臺(tái)的支持。

1. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c00352
2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202003351