摘要：一组化学家在机械互锁的分子（MIMS）领域取得了显着步骤。他们的工作展示了具有可调的机械性手性的紧凑型链氨烷的发展，在材料科学，纳米技术和药物等领域提供了有希望的应用。...

香港大学（HKU）的化学家团队与国际科学家合作，在机械互锁的分子（MIMS）领域取得了长足的进步。他们的作品最近发表在享有声望的期刊上自然综合，展示具有可调的机械性手性的紧凑型链氨烷的发展，在材料科学，纳米技术和药物等领域提供了有希望的应用。

这项研究是由已故诺贝尔奖获得者弗雷泽·斯托达特（Fraser Stoddart）领导的合作努力，以及研究助理教授Chun Tang博士和HKU化学系的Ruihua Zhang博士。贡献还来自HKU，西北大学和其他全球机构的研究人员。

Catenanes和机械手性

Catenanes是由两个或多个环的机械互锁形成的独特分子结构，类似于链条链接。与共价键不同，这些环由机械力组合在一起。机械性手性是指由互锁分子环的不可感知的空间排列引起的手性，这可能会显着影响其性质和功能。

在这项研究中，研究人员表明，具有特定对称特征的两个Achiral环可以通过创新的等值对称性策略创建带有机械性手性的Catenane。这使Catenane能够采用紧凑的共同规范，类似于其ACHIRAL对应物。当以这种紧凑的形式互锁时，环会失去其个体对称性，并形成手性结构，这些结构无法与镜像重叠，这是化学中被称为手性的特性。

技术创新和方

研究小组通过手性诱导和高级合成技术开发了一种具有可调性手性的蛋白烷烷。通过引入手性二酯分子，它们可以偏爱一种镜像形式，而不是另一个镜像形式，从而可以精确控制溶液和固体晶体中的catenane行为。这种可调性是由紧凑的设计和战略性分子几何调整驱动的，这表明在智能材料以及纳米技术和新型药物设计中有希望的应用。计算建模和实验验证已通过控制互锁环的相互作用和机械运动，从而实现了手性的操纵，从而使不同的手性状态之间的过渡。研究人员还透露，可以通过引入某些手性分子来调整这些对映异构体之间的平衡，从而诱导手性和光学活性。

潜在应用

在纳米技术中，这些catenanes可用于创建具有特定手性功能的分子机器，以执行诸如分子识别或靶向药物递送等任务。在材料科学中，这些结构的可调特性可能导致具有具有可定制的机械和光学特性的新材料和复合材料的开发，用于感应和其他应用。

Tang博士说：“在Catenanes中创建和控制机械性手性的能力为开发高级功能材料和人工分子机的开发提供了新的途径。” “我们的发现突出了使用机械键创造手性的潜力，这可能对化学和材料科学领域具有重要意义。”