“螺旋”是自然界中最普遍的形貌之一，在大到星系运动轨迹、小到生命遗传物质中均广泛发现。尽管螺旋结构广泛存在于自然界中，但是通过化学手段构筑具有精确结构的螺旋阵列仍是一项极具挑战性的工作。原子级别精确的螺旋组装结构可以确切了解结构单元间相互作用以及组装模式，对日后构建更多结构各异、功能迥别的螺旋结构具有指导意义。目前已有相关螺旋组装工作是利用生物分子形成“金属离子-DNA碱基对”，以碱基互补配对方式形成螺旋结构，或是利用柔性长链有机配体形成主客体结构单元构建不连续的螺旋结构。然而，但如果抛开这些复杂配体的话，从头设计合成原子精确的螺旋结构仍难以实现。由于金属纳米团簇的结构精确性以及表面环境复杂性，这些超小纳米粒子有望形成具有独特结构与性能的组装体，特别是螺旋结构。
近日，我院朱满洲/康熙课题组联合湘潭大学裴勇教授课题组，以全硫醇保护的Au6Cu6(4-MeOBT)12纳米团簇为例，揭示了该团簇利用自身结构的扭转以及丰富的分子间相互作用在超晶格中形成的多层次三重螺旋自组装结构，并全面阐述了Au6Cu6(4-MeOBT)12纳米团簇三螺旋组装体的形成机理以及性质表现。研究发现相对于单体，三螺旋组装体具有宽化并红移的紫外吸收波长、增强的拉曼信号以及更长的激发态寿命，这些结果均表明两者间显著不同的电子结构。这些发现为深入理解原子精确的金属纳米团簇在超分子水平上形成复杂分层结构提供了一些见解，对利用纳米结构单体通过自组装设计和创建精确的螺旋结构具有借鉴意义。
图1. Au6Cu6(4-MeOBT)12纳米团簇的多层次三重螺旋自组装。
该工作近期以“Triple-Helical Self-Assembly of Atomically Precise Nanoclusters”为题在化学顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》上在线发表（DOI：10.1021/jacs.2c11341）。我院2020级博士研究生李浩、湘潭大学化学澳门新莆京app7748下载教师汪璞以及我院2019级硕士研究生朱晨为论文共同第一作者，我院朱满洲教授、康熙教授和湘潭大学裴勇教授为共同通讯作者，安徽大学为第一通讯单位。该研究工作得到了国家自然科学基金(21631001、21871001、22101001、91961121、22003054)和安徽省高校协同创新计划项目(GXXT-2020-053)的支持。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c11341