《半金屬表面上分子手性的構築和傳遞》是依託西南大學，由王俊忠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：半金屬表面上分子手性的構築和傳遞
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王俊忠
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
手性是自然界的普遍現象，在化學，生命科學、製藥以及材料科學中起著重要的作用。特別是發生在固體表面的超分子手性問題，正在日益引起人們的廣泛興趣。一個非常重要的課題是，分子-襯底相互作用在手性構築和識別中起著怎樣的作用？非極性的非手性分子能否形成手性組裝體？在手性傳遞過程中為什麼發生手性淬滅？本項目將圍繞這些問題，利用超高真空掃描隧道顯微鏡和第一原理計算方法，研究半金屬Bi(111)表面上的非手性分子並五苯的手性構築；手性分子紅熒烯的等級組裝體，如單分子的絕對手性，手性納米糰簇的手性識別，和兩維擴展疇區中的手性淬滅問題。藉此揭示各類相互作用對手性結構的影響，手性界面組裝體產生的微觀機制，以及手性淬滅的物理起源，為進一步提高手性識別和傳遞的效率提供出一種新的思路。
結題摘要
發生在固體表面的超分子手性問題，是一個涉及物理、化學、生命和材料科學的交叉領域。本項目圍繞著固體表面二維手性的構築和識別，非手性分子的手性產生和轉移開展了系統性研究。利用超高真空掃描隧道顯微鏡和第一原理計算方法，(1) 製備了並五苯分子的風車團簇，實現了“非手性分子”並五苯的手性構築與識別。(2) 觀測到紅熒烯分子在Bi(111)表面的手性淬滅和絕對手性。發現紅熒烯分子表現出兩個層次的手性結構：一個是同手性的二維疇區，另一個是同手性和異手性的六聚體團簇。通過高溫退火實現了二維疇區的手性相變。(3) 利用氫鍵分子鏈的手性調控分子馬達的單方向轉動。乙醇分子通過氫鍵自組裝形成一維分子鏈。由於氫鍵的分叉結構，有的分子鏈具有明顯的手性，有的分子鏈是對稱的非手性結構。由於手性反轉受到明顯的壓制，前者在隧穿電子的驅動下可以發生單方向的轉動，可以對外輸出淨功形成超分子馬達；後者在熱漲落的驅動下在順時針或逆時針方向隨機轉動，對外做的淨功是零，形成所謂的旋轉體。此研究結果為開發新型的分子馬達器件和研究分子馬達的微觀機理提供了新的思路。此外，我們還研究了單分子磁體Mn12和十字型分子CuPc的手性產生等問題。上述研究結果有助於揭示各類相互作用對手性結構的影響，手性界面組裝體產生的微觀機制和手性淬滅的物理起源，為進一步提高手性識別和傳遞的效率提供出一種新的思路。
