耿峻山同学和梅雷博士关于紫外光诱导的锕系有机轮烷晶体机械变形的工作被Nature Communications接收,热烈祝贺!
近年来,轮烷、锁烃等机械互锁结构的动态行为引发了人们的广泛关注,但是这些动态行为仅限于分子尺度,如何实现分子机器的宏观机械响应一直以来都是一个巨大挑战。得益于前期在锕系有机轮烷研究中累积的大量的经验,核能放射化学实验室成功构筑了一例新型光活性铀酰有机聚准轮烷骨架(名为U-CB[8]-MPyVB),并基于此骨架成功实现了锕系有机轮烷晶体在紫外光照射下的机械变形。核能放射化学实验室对其中的机理进行了阐述,正是由于U-CB[8]-MPyVB晶格中元件单元的巧妙组装,内部光化学反应产生的应力可以在空间中有效累积,从而诱导了棒状晶体光致机械弯曲。据调查显示,目前所报道的晶体材料的光致弯曲行为往往在瞬间完成,因而人们无法对材料的弯曲行为做出控制。而在此工作中,大环限域效应和柱撑作用使得晶体的弯曲速率比其他光响应晶体材料慢两个数量级,这就为精确控制晶态材料的光致弯曲运动提供了可能。
该实验结果不但可以为构筑具有微观和宏观动态刺激响应行为的分子机器奠定基础,而且可以对光控机械微设备和智能微机器人等新兴领域的发展提供一定的参考借鉴。
文章信息:Jun-shan Geng, Lei Mei*, Yuan-yuan Liang, Li-yong Yuan, Ji-pan Yu, Kong-qiu Hu, Li-hua Yuan, Wen Feng*, Zhi-fang Chai, Wei-qun Shi*. Controllable Photomechanical Bending of Metal-organic Rotaxane Crystals Facilitated by Regioselective Confined-Space Photodimerization. Nat. Commun. 2022, 13, 2030.