表面超分子化学主要探讨的是分子间以超分子非共价键的方式形成纳米等级组装结构。近来,我院李昇隆老师与陈誉老师课题组首次合作,共同探究超分子混组装的生成以及分离机理(详见图一),并取得最新的突破性研究成果。研究成果的文章于2019-12-10被美国化学会(American Chemical Society,简称ACS)的物理化学C期刊接受。
李昇隆老师课题组主要利用扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope)观察超分子混合的过程,并通过扫描隧道显微镜对电场极性方向的控制,提供脉冲电位以控制超分子混组装。他们的实验结果表明:正的基材电压可诱导混组装结构生成,负电压则可从混组装中分离出两种不同特性的组装物质,实验中分子动态理论模型的建构诠释了此现象的机理。陈誉老师课题组基于李昇隆老师课题组的实验结果,采用新颖的高效多尺度模拟与平衡场原理,计算两种不同的非共价键组成的物质之间的相互作用(详见图二),并且证明了在足够大的负电压下,它们可被负电场分离(详见图三)。理论负电压值与该实验值相吻合,因此从理论上印证了李昇隆老师课题组的实验结果。
文章标题:Electrical-pulse-induced Mixture and Separation in Surface Supramolecular Hybrids: STM Experiments and Theoretical Approaches
刊物名称:The Journal of Physical Chemistry
文章信息:Manuscript ID: jp-2019-10537k
(图一:探究超分子混组装的生成以及分离机理)
(图二:两种不同的非共价键组成的物质pentacene与BTBs之间的相互作用)
(图三:Pentacene 在 (a) Vb=0 V, (b) -1e-5 V, (c) -0.5 V and (d) -3.5 V 时的运动轨迹)