祝賀！化院2項(xiàng)成果入選第四屆上海交通大學(xué)“十大科技進(jìn)展”
日期：2025-01-22
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近日，第四屆上海交通大學(xué)“十大科技進(jìn)展”評(píng)選結(jié)果揭曉。崔勇教授團(tuán)隊(duì)“自支撐手性二維單層分子晶體”項(xiàng)目、左小磊研究員團(tuán)隊(duì)“框架核酸動(dòng)態(tài)變構(gòu)分子機(jī)器”項(xiàng)目入選“十大科技進(jìn)展”。
“十大科技進(jìn)展”評(píng)選是學(xué)?？萍脊ぷ鞲母镏械囊豁?xiàng)重要舉措，致力于打造學(xué)校高質(zhì)量科研品牌，以科技創(chuàng)新推進(jìn)科研工作高水平發(fā)展，發(fā)掘有潛力的成果，提升科研團(tuán)隊(duì)產(chǎn)出重大科研成果的積極性。
獲獎(jiǎng)項(xiàng)目
項(xiàng)目名稱：自支撐手性二維單層分子晶體
項(xiàng)目完成人：崔勇、董金橋、劉玲梅、劉燕、Anthony P. Davis、韓宇、姜建文、張群
項(xiàng)目完成單位：化學(xué)化工學(xué)院、重慶大學(xué)、英國(guó)布里斯托大學(xué)、新加坡國(guó)立大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：自2004年石墨烯被報(bào)道以來(lái)，單層二維(2D)材料因其高縱橫比的片狀結(jié)構(gòu)，大比例暴露活性位和a易加工等特點(diǎn)一直是化學(xué)、物理、材料和納米科技等領(lǐng)域的研究前沿。從結(jié)構(gòu)上看，原子或分子間需要有強(qiáng)的共價(jià)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)中的非共價(jià)弱作用力一直被認(rèn)為是不足以支撐形成有序且穩(wěn)定的2D單層結(jié)構(gòu)。
在國(guó)際上首次溶液剝離層狀分子晶體
研究團(tuán)隊(duì)提出了將大環(huán)分子二維化、積弱作用成強(qiáng)、形成單層晶體的研究策略，通過(guò)剝離大環(huán)分子晶體，在國(guó)際上首次成功制備了自支撐手性二維單層分子晶體。通過(guò)電鏡首次清晰觀察到金屬-有機(jī)大環(huán)超分子結(jié)構(gòu)，證實(shí)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穩(wěn)定存在，顛覆了單層晶體只能存在于化學(xué)鍵連接的材料體系的傳統(tǒng)認(rèn)知，并且第一次清晰觀察到手性的跨層次、跨尺度傳遞，突破了二維材料制備的瓶頸以及對(duì)手性表達(dá)與傳遞認(rèn)知的局限。該研究提出了基于非共價(jià)鍵制備二維材料的新策略，將極大推動(dòng)二維材料、手性化學(xué)、超分子化學(xué)等學(xué)科的快速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)更廣闊的研究和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
手性二維單層分子晶體的球差透射電鏡表征
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項(xiàng)目名稱：框架核酸動(dòng)態(tài)變構(gòu)分子機(jī)器
項(xiàng)目完成人：左小磊、毛秀海、樊春海、劉江波、李敏、李凡
項(xiàng)目完成單位：醫(yī)學(xué)院分子醫(yī)學(xué)研究院、化學(xué)化工學(xué)院、張江高等研究院、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：分子機(jī)器是一類可在分子尺度上進(jìn)行精確控制的仿生機(jī)械裝置。通過(guò)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，分子機(jī)器能夠?qū)ν獠看碳ぷ龀鲰憫?yīng)并執(zhí)行特定任務(wù)，因此在診斷治療、組織工程以及納米醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而常規(guī)的環(huán)境響應(yīng)性材料如小分子染料和量子點(diǎn)等，存在信噪比低、材料泄漏率高等問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜生物學(xué)過(guò)程的長(zhǎng)時(shí)程、全過(guò)程檢測(cè)。同時(shí)，設(shè)計(jì)具有環(huán)境響應(yīng)性的動(dòng)態(tài)分子機(jī)器，特別是能夠在細(xì)胞環(huán)境內(nèi)執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的多功能分子機(jī)器仍具有很大的挑戰(zhàn)。
針對(duì)這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)提出了基于四面體框架核酸的機(jī)械形變誘發(fā)熒光變色的新原理、成功研制出了一種框架核酸動(dòng)態(tài)變構(gòu)分子機(jī)器，可以響應(yīng)環(huán)境變化，并將該變化轉(zhuǎn)化為機(jī)械形變，最終誘導(dǎo)熒光變色。利用四面體框架核酸納米尺度的精確可編程性，研究團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)分子機(jī)器尺寸的納米級(jí)精準(zhǔn)調(diào)控，通過(guò)尺寸匹配，證實(shí)了邊長(zhǎng)尺寸為10納米的分子機(jī)器，具有最低的泄漏率，實(shí)現(xiàn)了突觸囊泡遞質(zhì)釋放全過(guò)程監(jiān)測(cè)，為研究神經(jīng)遞質(zhì)釋放，神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)提供了新方法。
該研究的研究思路為化學(xué)、納米技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)的交叉研究提供了模式參考、為臨床醫(yī)學(xué)、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究提供了新技術(shù)。
