上海交通大學(xué)教授崔勇團(tuán)隊及合作者證實了自支撐單層二維(2D)分子晶體的存在，明確了跨層次/跨尺度的手性表達(dá)過程，擴(kuò)大了現(xiàn)有手性材料和2D材料體系。

自2004年石墨烯被報道以來，單層二維材料因具備高縱橫比的片狀結(jié)構(gòu)，大比例暴露活性位和易加工等特點，使其成為化學(xué)、物理和材料等領(lǐng)域的研究熱點。從結(jié)構(gòu)上看，原子或分子間需要有強的共價鍵、離子鍵或配位鍵才能支撐起穩(wěn)定的二維結(jié)構(gòu)，而超分子化學(xué)中的弱作用力一直被認(rèn)為不足以支撐形成有序且穩(wěn)定的2D單層結(jié)構(gòu)。

在超分子層次缺少構(gòu)筑多級次表面微納結(jié)構(gòu)的方法和表征手段，嚴(yán)重制約了對材料中手性識別和傳遞的認(rèn)識和調(diào)控，因此探索單層手性2D分子材料的制備、結(jié)構(gòu)和性能是突破這一科學(xué)瓶頸的新途徑。鑒于此，研究人員提出剝離大環(huán)分子晶體策略，成功制備了自支撐手性2D單層分子材料，并清晰觀察到手性表面的微納結(jié)構(gòu)。將含豐富超分子作用位點的手性金屬-有機(jī)大環(huán)晶體超聲剝離成具有超高橫縱比(2 500∶1)的單層手性2D納米片，通過球差校正透射電鏡首次觀察到結(jié)構(gòu)明確的金屬-有機(jī)大環(huán)超分子結(jié)構(gòu)，并證實了大環(huán)之間僅僅依靠弱作用力(CH-π/π-π鍵)，不需要任何支撐體，就能夠以單層晶(分子納米片)態(tài)形式穩(wěn)定存在。通過對糖類等重要分子的對映選擇性識別和檢測研究，揭示了活性位點、本征大環(huán)和微納結(jié)構(gòu)表面之間顯著的協(xié)同作用和協(xié)同效應(yīng)。

這項研究將手性化學(xué)、超分子化學(xué)和2D材料3個前沿領(lǐng)域有機(jī)結(jié)合起來，證實了自支撐單層2D分子晶體的存在，明確了跨層次/跨尺度的手性表達(dá)過程，擴(kuò)大了現(xiàn)有手性材料和2D材料體系，為更廣闊的研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

(來源：中國科學(xué)報)