解析一維系統中長程有序手性產生新機制

　　手性結構及其調控方式與生命現象密切相關，理解和控制手性的形成對基礎研究以及工業應用都具有舉足輕重的作用，然而如何探究生命分子的整體單一手性起源仍然是本領域的研究熱點和難點。柱狀相作為典型的一維結構，存在于許多π共軛化合物的1D維半導體中，它們可用于光收集和光發射、傳感器、離子導體等，將這些特征與手性相結合可以增強它們作為功能材料的多樣性。然而，常規意義上的柱狀相由熔融的柔性鏈把液晶柱相互隔離，因此實際上是一個一維的系統。傳統意義上，由于螺旋反轉缺陷的存在，在一維的系統中是不可能維持手性的長程有序。因此，截止目前為止，對于柱相結構中長程均一手性的形成機理以及構筑方式的研究還十分有限。

　　針對上述科學問題，西安交通大學劉峰教授/Goran Ungar教授團隊與河南工業大學、羅馬尼亞科學院、南京大學以及英國謝菲爾德大學的研究人員合作，借助于上海同步輻射光源、英國鉆石同步輻射光源以及我校分析測試中心等儀器設備，合成并研究了一系列具有手性中心的多鏈型分子在不同溫度下的自組裝行為，研究發現純R-C10和S-C10對映體能夠自發形成短程有序的手性六方柱狀相(Col_h*)，而其外消旋混合物則能夠形成長程有序的正交Fddd相，每個晶胞由4個右旋柱和4個柱子左旋柱組成。在該結構中，對映體表現出明確的自分類現象，有序地排布于對應手性的螺旋柱中。在此基礎上，進一步研究揭示了Fddd相中長程手性柱的形成機理以及構筑方式。

　　借助于多種X射線散射與偏光顯微鏡成像技術，研究人員首先確認了分子的自組裝結構。在此基礎上，使用調制模式DSC(MDSC)、熱/冷速率高達6000K/s的Flash DSC、基于Mueller matrix的同步輻射CD光譜以及分子動力學計算等方法進一步探究了長程有序手性產生的過程。