于平、杨波课题组与合作者利用氢键作用实现分子动态构型的选择性

tianliang

我校物质学院于平课题组、杨波课题组和上海交通大学邱惠斌课题组合作，成功利用具有动态分子构型的s型分子在表面生长出氢键连接的超分子网络，并发现了通过调节不同分子网络结构中氢键的强度从而实现动态分子结构的选择性。该成果以“Helical Conformation Tunability via Hydrogen Bonding inSupramolecular Frameworks”为题，在中国化学会新旗舰期刊CCS Chemistry上发表。
       氢键在化学和生物学中广泛的功能性，氢键结合的分子及其动力学方面研究具有十分重要的意义，同时具有动态构象的分子在人工网络中的应用还可以在纳米级进行信息存储和分子电动机设计。本项课题中，研究人员在溶液中合成S形具有动态构型的分子，然后通过热蒸发的方式将其蒸镀到Au(111)和Ag(111)表面上，成功长出具有不同氢键强度的超分子网络。利用超高分辨扫描探针显微镜与原子力显微镜，研究了超分子网络中调控分子动态构型的实验现象。结合理论计算，表面特定的氢键被确定为分子网络中动态分子构型选择性的起源。该研究结果提供了一种独特的途径，可通过分子之间的氢键相互作用形成具有特定分子构型的超分子网络。

图1：2N-S7分子的气相构型和在表面上的分子构型

图2：氢键调控的超分子网络中的分子构型

        上海科技大学为该项研究成果的第一完成单位，于平课题组博士研究生薛志杰、邱惠斌课题组博士研究生干富伟以及杨波课题组博士研究生刘宏为共同第一作者，于平教授、杨波教授和邱惠斌教授为共同通讯作者。该项研究得到了上海科技大学科研启动基金和上海市自然科学基金的支持。
       论文链接：https://doi.org/10.31635/ccschem.021.202100784


      文章来源：上海科技大学
      于平，上海科技大学。2004年于南开大学获得理学学士学位; 2009年于复旦大学获得物理学博士学位; 2009年至2015年先后在德国马普微结构物理研究所（Max Planck Institute of Microstructure physics) 和德国雷根斯堡大学（University of Regensburg) 进行博士后研究; 2016年2月加入上海科技大学物质科学与技术学院任助理教授。
       杨波,上海科技大学研究员。2010年本科毕业于华东理工大学应用化学专业，获工学学士学位；2013年博士毕业于英国贝尔法斯特女王大学物理化学专业，导师为Christopher Hardacre教授与Peijun Hu教授。后于2013年至2015年在斯坦福大学化学工程系与直线加速器国家实验室（SLAC）的SUNCAT界面科学与催化研究中心从事博士后研究工作，合作导师为Jens Nørskov教授与Thomas Bligaard研究员。获得了由英国工程与自然科学研究理事会（EPSRC）和Johnson Matthey公司联合颁发的Dorothy Hodgkin Postgraduate Awards，由欧洲催化学会联合会（EFCATS）颁发的EFCATS PhD Student Award，以及由爱尔兰皇家科学院颁发的Royal Irish Academy Young Chemist’s Prize等奖项。2015年5月加入上海科技大学物质科学与技术学院，任职助理教授。
       邱惠斌，上海交通大学化学化工学院，教授、课题组长、博士生导师。2010年于上海交通大学获得应用化学博士学位，曾获得卢嘉锡优秀研究生奖、上海市优秀毕业生奖、上海市优秀博士学位论文并提名全国优秀博士学位论文。2011-2015年赴英国布里斯托大学从事博士后研究，获得欧盟玛丽居里国际人才引进计划资助。2015年8月回国独立开展研究工作、上海高校青年东方学者，获得国家自然科学基金面上项目、联合基金项目、上海市曙光计划项目、上海市自然科学基金项目、上海市浦江人才计划项目等资助；在Science、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Chem. Soc. Rev. 等国际期刊上发表学术论文四十余篇，研究成果多次被Science、Nat. Chem.、J. Am. Chem. Soc.、C&E News等期刊媒体作为亮点进行评述。主要研究方向包括：新型聚合物的合成与多级次精准自组装、非平面共轭分子的合成与超分子化学、有机功能分子材料、聚合物功能材料等。