臺大團(tuán)隊(duì)與中研院冷凍電顯中心合作 探索巨型超分子多面體的二維逐級自組裝

本?；瘜W(xué)系詹益慈教授的研究團(tuán)隊(duì)，成功設(shè)計(jì)合成巨型超分子截半立方體（cuboctahedron），並與中央研究院冷凍電子顯微鏡中心合作，首次利用冷凍電子顯微鏡觀察到超分子多面體經(jīng)由逐級自組裝形成二維方形陣列，研究成果發(fā)表於國際頂尖期刊Chem。

如何運(yùn)用金屬配位驅(qū)動(dòng)自組裝（coordination-driven self-assembly），精準(zhǔn)製備巨型多面體分子籠狀結(jié)構(gòu)，是超分子合成上的一大挑戰(zhàn)。受到巴克明斯特?富勒（Buckminster Fuller）在60年代所創(chuàng)造的張拉整體（tensegrity）原理的啟發(fā)，詹益慈教授研究團(tuán)隊(duì)將具有拉伸性的烷基鏈與剛性的三聯(lián)吡啶衍生物相互連結(jié)，透過金屬離子的錯(cuò)合反應(yīng)，合成直徑大於10 奈米的雙層超分子截半立方體，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性源自於軟硬組裝基元的張拉平衡。研究團(tuán)隊(duì)使用國家同步輻射研究中心TLS 23A光束線，進(jìn)行小角度X光散射實(shí)驗(yàn)，在稀薄的乙腈溶液中獲取重要的分子結(jié)構(gòu)訊息。此外，透過冷凍電子顯微鏡的觀察，意外發(fā)現(xiàn)該多面體可進(jìn)一步組裝成大面積且規(guī)整的二維方形陣列，此二維介孔（mesoporous）結(jié)構(gòu)與自然界中存在於細(xì)菌表層(surface layer, S-layer)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)極為相似，該項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)有助於瞭解超分子多面體逐級自組裝的機(jī)制與未來軟性孔洞材料的開發(fā)。

?此研究經(jīng)費(fèi)來源為科技部吳大猷先生紀(jì)念獎(jiǎng)及化學(xué)鍵結(jié)計(jì)畫、臺大物質(zhì)元件中心與中央研究院深耕計(jì)畫，共同參與研究工作的人員有臺大化學(xué)系詹益慈教授團(tuán)隊(duì)（第一作者何立鵬博士、許紘愷、李麗杰博士、林琳婷、杜宗翰博士）、中研院化學(xué)所王朝諺教授與生化所劉淦光博士。

Chem全文： https://doi.org/10.1016/j.chempr.2021.11.013

臺大化學(xué)系詹益慈教授網(wǎng)頁：https://www.ch.ntu.edu.tw/ytchan.html