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手性不僅存在于微觀分子尺度，也存在于介觀和宏觀尺度。手性分子是微觀手性的典型代表，而宏觀尺度的手性通常存在于物質(zhì)的幾何構(gòu)型中，自1848年巴斯德報(bào)道了酒石酸晶體的手性幾何以來，宏觀手性晶體在生物、光學(xué)活性等領(lǐng)域備受關(guān)注。然而，合成上的挑戰(zhàn)限制了對宏觀尺度手性結(jié)構(gòu)形成機(jī)理的探索。

孔祥建教授團(tuán)隊(duì)近年來在稀土團(tuán)簇的形成機(jī)理和模塊組裝方面開展了系統(tǒng)研究（J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 16983；J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 8837；J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 5653；Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202200537；Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202116296）。本工作基于前期研究基礎(chǔ)，利用氨基酸衍生物構(gòu)筑了手性分子模塊基元[LnNiL₂]⁺，該模塊基元在配位鍵和氫鍵的驅(qū)動下組裝成類似DNA的手性雙螺旋結(jié)構(gòu)。該組裝體不僅有介觀尺度的螺旋手性，其晶體也展現(xiàn)出手性幾何形狀，即宏觀手性晶體。這表明手性在不同尺度上的連續(xù)傳遞，從微觀手性碳原子、手性模塊基元到介觀螺旋二級結(jié)構(gòu)，最終到宏觀晶體的幾何手性。X-射線單晶衍射分析和晶面關(guān)系研究揭示了手性晶體形成的兩個(gè)關(guān)鍵因素：固有的晶面對稱分布及其差異性的晶面生長速率。當(dāng)手性分子中不同晶面族存在顯著的生長差異時(shí)，就會導(dǎo)致結(jié)晶體的手性幾何結(jié)構(gòu)。此外，磁光響應(yīng)研究表明，該雙螺旋結(jié)構(gòu)中稀土離子的超靈敏f-f躍遷顯示出極強(qiáng)的磁光活性，以至于外加磁場可以翻轉(zhuǎn)超靈敏躍遷處的CD信號方向。該研究不但揭示了超靈敏躍遷的強(qiáng)磁光活性，也為磁光材料的設(shè)計(jì)帶提供了新思路。

該研究工作在廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院孔祥建教授、龍臘生教授和鄭蘭蓀院士的指導(dǎo)下完成。孔祥建教授為該文章的通訊作者，2022級博士生李重陽為該文章的第一作者，博士生徐寒、程佩明和杜明浩在結(jié)構(gòu)表征方面提供了幫助。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（92161104, 92161203, 21721001）的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.3c08257