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仿生合成特殊复杂无机结构及自组织机理研究获得重要进展

时间：2005-01-13 01:05:00 来源：合肥微尺度物质科学国家实验室|http://www.hfnl.ustc.edu.cn
我室纳米材料与化学研究部俞书宏教授所领导的模拟生物矿化与化学实验室在人工设计聚合物模板控制无机材料合成方面取得了突破性进展。最新一期的英国著名Nature系列期刊《Nature Materials》（2005, 4, 51-55）刊登了由该研究组完成的，题为《外消旋嵌段聚合物诱导碳酸钡纳米晶构筑排列的螺旋结构“Tectonic arrangement of BaCO3 nanocrystals into helices induced by a racemic block copolymer”》的研究论文。该研究组发现于常温常压下运用外消旋聚合物分子模板(图1)可有效诱导具有手性结构的超长螺旋状纳米线的形成(图2)。以往螺旋结构的形成是通过大分子和有机构筑单元的自组织而形成的，而俞书宏教授等的研究结果表明不受固定排列约束而通过纳米颗粒方向性构筑也可能形成自发螺旋结构，并提出了一种新的螺旋结构形成机理(图3), 认为因非均匀性聚合物的吸附而导致中尺度上的自发式对称性的破坏，由此纳米结构单元的相互作用而形成了手性结构成份。该研究结果受到Nature Materials审稿人的高度评价：“作者首次报导由无机纳米结构单元构筑成功的螺旋结构，该工作非常新颖并对材料界具有极大的兴趣，是在人工合成体系中发现的分子构筑学领域的最新进展。”这一突破性进展为进一步探索合成具有复杂特殊无机结构材料及手性结构的途径提供了依据与理论基础。据悉，这是我国大陆科学家在该刊发表的第三篇高质量论文。

图1. 外消旋聚合物分子模板

图2. 超长螺旋状纳米线的形成

图3. 螺旋结构形成机理

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