Connecting Molecular and Supramolecular Shapeshifting by the Ostwald's Nucleation Stages of a Star Giant Molecule
以奧斯瓦爾德成核階段理論連結星狀巨分子的分子與超分子尺度形變
H.-Y. Hsu, J.-T. Ou, T.-T. Cheng, H.-Y. Lin, C.-Y. Lin, J. Chen, B. Sun, P.-W. Chung*, and C.-L. Wang*
2022/12/14
自然界中生命物質(living matter)的多樣性，造就了多尺度生態系的蓬勃連結 。諾貝爾化學獎得主Prof. Jean-Marie Lehn (1987)曾說化學家應設法協助合成物質(synthetic matter)往生命物質方向演化。透過血紅蛋白能透過變形(shapeshifting)改變其超分子骨架(supramolecular scaffold)，進而影響其氧氣吸附特性的啟發與引領，本研究開發一八臂星狀巨分子(eight-arm-star giant molecule)，透過構型自由度(conformational freedom)來賦予該分子於星狀、柱狀、碟狀分子構型(conformer)間變形的能力，並以不同構型所帶來的幾何效應差異引導後續的自組裝程序，成功誘發各構型進入不同的奧斯瓦爾德成核階段(Ostwald’s nucleation stages)，進而產生三維網路、二維層狀與一維柱狀超分子骨架，而超分子骨架的結構差異則進一步影響了材料對CO2氣體的吸附特性。此工作成功地將分子與超分子層級的變形特性引入單一分子系統，在學理上克服了長期以來合成物質在分子與超分子兩尺度間變形特性關聯性不佳的問題，更重要的是，研究透過縝密的結構解析與氣體吸附特性分析凸顯了合成物質具有進化成生命物質的可能性，也顯示了化學研究中仍有很多有趣的研究空間等待著化學家們盡情的探索。
研究動態
