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骆耿耿副教授课题组在原子精确团簇组装类病毒衣壳二十面体超分子胶囊与类分子筛簇基氢键框架研究上取得了新进展。研究成果以“Buckling Cluster-based H-Bonded Icosahedral Capsules and Their Propagation to a Robust Zeolite-like Supramolecular Framework”为题发表于《自然-通讯》(Nature Communications, 2024, 15, 9401)。《自然-通讯》是Nature Publishing Group发行的第一本完全在线的《自然》子刊,内容涉及自然科学中的所有领域,旨在发布严谨而颇具综合性并发表代表某一领域重大进展的研究论文,是国际上公认的顶级期刊,近五年的影响因子16.1,H指数高达248。值得注意的是,相比于《自然-通讯》的其他稿件动则长达五个月以上的投稿周期,该研究成果从投稿到接受发表仅用两个多月。
课题组在“团簇缺陷与催化”(Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202306849)、“团簇3D手性与双螺旋组装”(Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202302595)、“团簇多级同手性组装与热延迟发光”(封面文章:CCS Chem., 2024, 6, 2537)等研究基础上,在本论文中首次提出利用原子精确团簇来搭建类病毒衣壳二十面体超分子胶囊与超稳定类分子筛的簇基氢键框架策略。该重要成果富含多个创新点:与先前所报道的配位键合的二十面体超分子笼不同的是,该体系利用搭积木策略,巧借电荷辅助氢键作用力,以团簇作为构造单元搭建首例类病毒衣壳二十面体的原子精确超分子胶囊Cu60,该胶囊直径3纳米,并具有较大内部空腔有望用于封包各种客体或底物;利用ChatGDP软件分析二十面体的可能组合方式,结合冷喷质谱探索二十面体胶囊的可能形成机理;以超分子二十面体胶囊Cu60为单元,三维拓展形成一类超稳定的类分子筛3D簇基超分子框架(课题组首次定义了“簇基超分子框架”概念),同时发现该框架中存在特别的三维螺旋渠道,并具有较高的化学稳定性、热稳定性、再生性及其他性能。
该研究的主体组装工作思想由骆耿耿提出并具体指导华侨大学万博体育2021级硕士研究生赵占华(已毕业)与2022级本科生卓静秋完成,山东大学在读博士生韩宝亮、厦门大学苏海峰老师、山东大学崔萍老师等参与体系的一些测试表征工作。该研究得到了福建省自然科学基金的资助与山东大学化学化工学院在分析测试方面的支持。我校骆耿耿和山东大学孙頔为论文的共同通讯作者。
论文链接://www.nature.com/articles/s41467-024-53640-4