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    該團隊基于葫蘆脲分子與金屬和客體分子的結(jié)合特性，將客體分子引入葫蘆[7]脲（CB[7]）與金電極構(gòu)建的“分子結(jié)”，發(fā)展了主客體相互作用的拉曼信號和隧道電流信號研究新方法。該團隊創(chuàng)造性地構(gòu)建了金納米顆粒-葫蘆脲分子-金納米電極（NPoNE）模型，可以有效增強葫蘆脲的C=O的拉曼信號，正電壓可以有效增強金原子與羰基之間的相互作用?？腕w分子可以影響“分子結(jié)”的穩(wěn)定性，也可以觀察到客體分子在葫蘆脲空腔內(nèi)的“翻轉(zhuǎn)”運動。研究表明，表面增強拉曼光譜技術(shù)（SERS）可以作為有效方法，監(jiān)測主客體動態(tài)相互作用。研究論文“Observing Dynamic Molecular Changes at Single-Molecule Level in a Cucurbituril Based Plasmonic Molecular Junction”（https://doi.org/10.1039/D0NR03360J）在《Nanoscale》雜志發(fā)表。我校博士研究生艾秋爽和周疆豪為該論文的共同第一作者，常帥教授、梁峰教授與美國佛羅里達國際大學(xué)何勁教授為該論文的通訊作者。

     此外，葫蘆脲分子可以讓沒有錨定基團的客體分子穩(wěn)定在兩個電極之間，并和兩個電極通過較強的范德華力相互作用，最終形成穩(wěn)定的電子傳輸路徑。該方法為研究缺少錨定基團分子的電信號檢測和表征提供了一種全新的方法，也為實現(xiàn)分子電路的高效電子傳輸開辟了一條新的途徑。研究論文“Reliably Probing the Conductance of a Molecule in a Cavity via van der Waals Contacts”（https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.0c02411）在《The Journal of Physical Chemistry C》雜志發(fā)表，并被選為封面文章。我校博士研究生黃明柱與青年教師孫銘駿為該論文的共同第一作者，常帥教授與美國佛羅里達國際大學(xué)何勁教授為該論文的通訊作者。

     受到“樂高”模塊化設(shè)計理念的啟發(fā)，在分子科學(xué)中，超分子化學(xué)通過非共價鍵作用實現(xiàn)了分子積木的可逆自組裝。其中，超分子框架以其周期性的多孔結(jié)構(gòu)、較大的比表面積等特點，在氣體吸附與分離、催化及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣泛的應(yīng)用前景。該團隊通過二十面體硼簇（B12）與葫蘆[8]脲（CB[8]）之間獨特的“離液效應(yīng)（chaotropic effect）”，制備了一種分子積木型超分子框架材料，并將其應(yīng)用于智能光動力學(xué)治療，極大地提升了超分子框架材料的制備效率和應(yīng)用范圍。該研究通過模塊化的設(shè)計理念，在分子層面上制備具有多種功能的超分子自組裝體，對于同類多功能材料的開發(fā)和應(yīng)用有著重要的啟示作用。研究論文“Modular Design of Supramolecular Organic Frameworks for Image-Guided Photodynamic Therapy”（https://doi.org/10.1002/adfm.202004452）在《Advanced Functional Materials》雜志發(fā)表。論文第一作者為青年教師王雯靜，通訊作者是劉思敏教授、“生物物理化學(xué)與催化團隊”劉義教授和“先進材料與人工智能微生物團隊”王曉強教授。

    該團隊也將單分子力譜（SMFS）和識別隧道電流（RT）技術(shù)應(yīng)用于分子界面主客體相互作用研究，分別實現(xiàn)力、電、光單分子技術(shù)監(jiān)測主客體動態(tài)相互作用。研究論文“Regulating Host-Guest Interactions between Cucurbit[7]uril and Guests on Gold Surfaces for Rational Engineering of Gold Nanoparticles”（https://doi.org/10.1021/acsanm.0c00435）在《ACS Applied Nano Materials》雜志發(fā)表；“Observing Host-Guest Interactions at Molecular Interfaces by Monitoring the Electrochemical Current”（https://doi.org/10.1021/acsomega.0c01077）在《ACS Omega》雜志發(fā)表；“pH-Mediated Single Molecule Conductance of Cucurbit[7]uril”（https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2020.00736）在《Frontiers in Chemistry》雜志發(fā)表。這些研究結(jié)果為設(shè)計新型力、電、光超分子材料奠定了堅實的基礎(chǔ)。

    上述論文第一單位為武漢科技大學(xué)省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室。研究工作得到國家高層次人才計劃、國家自然科學(xué)基金、湖北省楚天學(xué)者計劃、湖北省高等學(xué)校優(yōu)秀中青年科技創(chuàng)新團隊項目、省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室、武漢科技大學(xué)人才/團隊培育基金、武漢科技大學(xué)研究生短期出國訪學(xué)項目、武漢科技大學(xué)研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的資助。