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北京国家纳米科学中心唐智勇研究员团队：手性金属纳米团簇的光学活性

材料

作者：X-MOL 2021-01-07

12月3日，北京国家纳米科学中心的唐智勇研究员团队的AMR评述文章“Optical Activities of Chiral Metal Nanoclusters”正式在线发表。作者团队为我们讲述了原子尺度调控的光学活性在金属纳米团簇中的故事，欢迎感兴趣的读者提问交流。

作者简介

唐智勇，国家纳米科学中心研究员，博士生导师，基金委创新群体负责人，科技部973（纳米重大研究计划）首席科学家。唐智勇课题组研究工作主要集中于功能无机纳米粒子组装体的设计、构筑、光学性质及其在能源、催化中的应用研究。

朱颜飞，国家纳米科学中心特别研究助理，2020年博士毕业于国家纳米科学中心。主要研究方向是金属纳米团簇的合成及光电性能研究。

郭俊，香港城市大学博士后，2018年北京大学和国家纳米科学中心博士毕业。主要研究方向是手性纳米材料的合成和应用。

邱雪英，哈尔滨工业大学和国家纳米科学中心博士研究生。主要研究方向是纳米结构的手性性质。

赵慎龙，悉尼大学FH Loxton研究员。2017年哈尔滨工业大学和国家纳米科学中心博士毕业。主要研究方向是功能纳米材料的电催化和能源转化应用。

请简要描述一下这篇Account所介绍的研究及其重要意义。

手性普遍存在于自然界之中并表现在各个尺度，大到宇宙的星云小到电子的自旋。更准确来说，手性指的是一个物质的实物和镜像不重合。在众多的手性材料当中，手性纳米材料巧妙的衔接了手性分子和宏观手性结构，对于理论和实际应用都是有重要意义的，并且近年来在不对称催化、负折射材料、自旋器件和生物治疗方面都表现出独特的优势。而最近新出现的原子结构精确确定的金属纳米团簇材料，为从原子尺度解释手性的起源和开发手性应用提供了新的契机。

而对于手性金属纳米团簇来说，光学活性作为开发其手性相关应用的基础占有不可替代的重要作用。光学活性一般包括，圆二色吸收光谱，振动圆二色谱和圆偏振荧光光谱。其中圆二色吸收光谱和振动圆二色光谱是表征手性分子基态的重要手段，而圆偏振荧光光谱则主要聚焦于手性分子的激发态。毫无疑问，这三种表征手段是相互补充，对于表征手性光学活性不可缺少的。正是由于科学家们在手性金属纳米团簇中观察到了其优异的光学活性，一个长时间在无机手性纳米材料领域讨论的话题又引起了人们的关注，那就是无机纳米材料的手性到底起源于哪里？非常幸运的是，借助于金属纳米团簇精确的结构，它的手性起源可以展现在以下四个方面：1）手性配体的诱导，2）螺旋的有机-无机界面，3）手性结构的金属核心，4）有机配体的不对称排布。值得注意的是，这四个方面的手性起源是相互促进影响的，单一手性金属纳米团簇可能包含多个手性起源，从而形成多级次的手性结构。在以前的文献综述当中，这种原子尺度的不对称排布和表面的配位方式都已经很好地被总结了。但是关于金属纳米团簇本征手性结构相关的光学活性研究却还没有被系统展示。

因此，在这篇Account中，我们从合成、表征，特别是手性金属纳米团簇的光学性质出发，对于相关内容做了充分的总结和讨论。在讨论中，我们主要是从金属纳米团簇的手性起源出发，讨论了这种手性起源依耐的光学活性。并且就这种高光学活性的金属纳米团簇相关的性质和实际应用，提出了一些意见和看法。我们相信，这篇Account将吸引更多的科学家将研究目光投向金属纳米团簇的光学性质这一研究领域。

能否分享一下您选择Accounts of Materials Research的理由？

我们非常荣幸能够受邀投稿Accounts of Materials Research (《材料研究述评》)，该刊是上海科技大学与美国化学会出版社合作办刊，旨在为全球科研人员提供高质量的交流平台，更是为材料科学研究工作者提供了一个呈现研究成果的舞台。

同时创刊主编黄嘉兴教授和编委会对于期刊的高水平定位，已发表的高质量文章，和编辑团队提供的专业审稿和出版服务，都让我们相信Accounts of Materials Research是一个值得信赖的选择。

您理解中的Account应该是什么样的？和一般的综述文章有何不同？

能够受邀在Account上撰写评述是对研究者在该研究领域成果的极大肯定。相比与其他的综述论文，Accounts上的综述文章要求研究者以简明扼要的方式对于该研究领域的工作做出总结，同时做出深入的分析和对发展前景的深入讨论。它要求研究者对于该领域的理解较为深入，而非单纯对领域进展做出总结，同时以系统专业的方式展现给读者。也正是因为如此，我们才希望将我们组对于无机手性纳米材料的一些心得体会，以这种方式展现给大家，以便共同成长、进步。

有任何想与读者们分享的研究故事和花絮吗？

对于手性纳米粒子的调控，一直以来都是我们课题组研究的方向。过去，科学家对分子手性问题的研究比较深入，但很少有人关注纳米材料的手性。若能把纳米材料手性问题研究清楚，对生物制药无疑具有重大意义。在早年的研究中，我们已经在表面等离子体共振的贵金属纳米颗粒，半导体量子点，光子晶体中观察到了优异的光学活性，同时通过纳米材料的不同组装形式实现了手性光学信号的调控。在前期的研究基础上，近年来我们将研究目光投入到了原子结构精确可控的金属纳米团簇上，它的优势是便于我们从原子尺度来调控手性来源，设计组装结构，理解构效关系，以此期望得到可控的、可以广泛应用的无机手性纳米材料。

扫码阅读唐智勇研究员团队的精彩Account文章：

Optical Activities of Chiral Metal Nanoclusters

Yanfei Zhu, Jun Guo, Xueying Qiu, Shenlong Zhao, and Zhiyong Tang*

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.0c00057?ref=acsxmol

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