【中新社杭州十一月五日電】(曹丹)記者五日從浙江大學獲悉,該校化學系教授黃飛鶴、杭州國際科創中心研究員李光鋒團隊聯合美國德克薩斯大學奧斯汀分校教授喬納森(Jonathan L. Sessler),成功在納米尺度「織」出二維網狀三軸分子編織結構,為分子編織邁向更高階、更複雜的拓撲體系提供了新范式。
相關研究論文四日晚在國際學術期刊《自然》上線發表。
二十世紀九十年代,科學家提出「分子編織」概念,讓高分子鏈像織布一樣有序編在一起,而非無序纏結。三十多年來,這一領域已發展出多種材料,但結構多為雙軸,如同醫用紗布只有經緯兩個方向。近年,科學家嘗試引入第三個方向形成三軸編織,使各角度受力更均勻,但傳統的「穿針引線」構築法在三維交織面前力不從心。
「這就像傳統紡織機很難紡出現代紡織品所需要的高級紋樣。」論文共同第一作者、浙江大學化學系博士后王孟賓說。
黃飛鶴團隊長期從事分子編織材料研究,體系已從雙螺旋、三螺旋等一維編織聚合物拓展至平紋編織、雞網編織等二維線狀結構。此次團隊換了思路:不再依賴線性「分子絲線」穿針引線,而是先構築出二維網狀的「網片」,再以此為基本單元組裝,得到具有三軸交錯特徵的二維網狀分子編織聚合物TWPN。
傳統的拓撲手性分子通常只含個別手性交叉點,而用新方法構築的TWPN網絡則是連續的聚合物網絡,單張納米片就包含數以億計的同手性交叉點,團隊將其命名為「微米拓撲手性」,為構築連續手性二維材料提供了新平台。
新材料不僅兼具強度與彈性,還表現出了良好的功能性,在化工原料分離方面表現優異。而且,使用過的材料還能通過加熱再生,實現重複利用。為精細化工行業的發展提供了新的想象空間,具有廣闊的應用前景。◇








