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近日，齐鲁工业大学（山东省科学院）山东省分析测试中心生化传感与药物分析团队与韩国梨花女子大学Juyoung Yoon院士合作在国际期刊Small（中科院分区1区TOP，IF=15.15）上发表了题为“Controlled Supramolecular Self-Assembly Pathways by Intramolecular Rotation of D-A Molecular System toward the Signal Differentiation Detection of Toxic Vapors”的文章（DOI: 10.1002/smll.202205044）。该工作以扭曲的D-A分子F₁₆₁BT为分子模型，利用其分子内的基团旋转诱导实现了超分子聚集体结构从亚稳态到热力学稳定状态的演变(图1)，并将两种聚集体应用于二甲基硫醚(DMS)气体的检测。本研究揭示超分子自组装的结构演化机制，有助于开发新的自组装途径和功能材料。山东省分析测试中心郭永先为论文第一作者，胡琼政研究员和Juyoung Yoon院士为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、泰山学者项目、齐鲁工业大学科教产培优基金等资助支持。

图1：分子内旋转诱导的超分子自组装过程的示意图。

文中报道了一个独特的扭曲D-A分子内旋转诱导的超分子自组装过程。处于惰性状态的F₁₆₁BT单体被困在亚稳态纳米颗粒中（off-pathway），该纳米颗粒可以重新分解为F₁₆₁BT惰性单体，并继续跨越能垒转变为活性态的单体。随后，活性单体经过成核-生长的过程，形成热力学稳定的微米带（on-pathway）。种子的加入可以加速分子构象转变，并且根据纳米颗粒与种子的摩尔比可以实现微米带尺寸的可控。当两种聚集体暴露于DMS气体时，尽管由同一个分子组装而来，但是因其聚集体结构的巨大差异导致了完全相反的荧光响应，成功实现了DMS气体的高选择性检测，这在实际应用中具有巨大的潜力。（通讯员 郭永先）

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202205044