首類手性鋁氧簇用于圓偏振發光

　　手性普遍存在于自然界，是生命體系的基本特征之一。從原子級水平上研究手性團簇的手性來源、多重手性，對手性化學和團簇化學具有重要意義。然而，手性金屬有機簇合物僅約占手性晶態化合物的7.8%，集中在貴金屬、稀土和過渡金屬。近期，中國科學院福建物質結構研究所研究員方偉慧采用協同配位合成策略，構筑出首類手性鋁氧簇（cAlOCs），并應用于圓偏振發光。

　　自然界中，氨基酸的分子手性決定蛋白質的螺旋手性，最終表現為多尺寸的生物分子的宏觀手性。此類由手性氨基酸和輔助螯合配體2，6吡啶二羧酸穩定的cAlOCs-Al5簇體系，整合了團簇分子的手性、類DNA手性雙螺旋以及手性氫鍵qtz拓撲。基于團簇間的氫鍵弱相互作用，該研究實現了團簇間的手性轉移與放大，并為組裝手性拓撲提供了以四連接的團簇為節點的新拓撲學方法。此外，這種協同配位合成策略具有良好的普適性，可擴展到不同的同構配體以及不同的抗衡離子。此類cAlOCs材料可以實現克級水平放大合成，具有較好的穩定性和高的BET比表面積。

　　此外，該研究將這類cAlOCs材料應用在手性光學中。由于團簇的超分子結構存在直徑約1納米的一維通道以及團簇抗衡陰離子具有可替換性，研究利用納米級的螺旋孔道負載陰離子的有機染料分子CF3512-。廣泛的表征證明了染料分子在晶體中的成功摻雜和均勻分布，同時，分子模擬計算進一步證實了熒光染料陰離子通過靜電以及氫鍵相互作用與正電荷的Al5簇相結合。手性螺旋孔道和熒光陰離子染料分子之間的手性轉移，使得摻雜熒光陰離子染料后材料具有明顯的圓偏振發光（CPL）信號，且信號強度相當于部分手性貴金屬的CPL。該材料可進一步制備成柔性、透明和廉價的CPL薄膜，展示了潛在的應用價值。

　　上述研究為手性鋁氧簇的合成提供了有效方法，并為低成本的CPL材料合成提供了新途徑。相關研究成果發表在《美國化學會志》上。