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祝賀!化院2項成果入選第四屆上海交通大學“十大科技進展”
日期:2025-01-22 閱讀:2022

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近日,第四屆上海交通大學“十大科技進展”評選結果揭曉。崔勇教授團隊“自支撐手性二維單層分子晶體”項目、左小磊研究員團隊“框架核酸動態(tài)變構分子機器”項目入選“十大科技進展”。

“十大科技進展”評選是學??萍脊ぷ鞲母镏械囊豁椫匾e措,致力于打造學校高質量科研品牌,以科技創(chuàng)新推進科研工作高水平發(fā)展,發(fā)掘有潛力的成果,提升科研團隊產出重大科研成果的積極性。


獲獎項目


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項目名稱:自支撐手性二維單層分子晶體

項目完成人:崔勇、董金橋、劉玲梅、劉燕、Anthony P. Davis、韓宇、姜建文、張群

項目完成單位:化學化工學院、重慶大學、英國布里斯托大學、新加坡國立大學、中國科學技術大學

項目簡介:自2004年石墨烯被報道以來,單層二維(2D)材料因其高縱橫比的片狀結構,大比例暴露活性位和a易加工等特點一直是化學、物理、材料和納米科技等領域的研究前沿。從結構上看,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)定的二維結構,而超分子化學中的非共價弱作用力一直被認為是不足以支撐形成有序且穩(wěn)定的2D單層結構。

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在國際上首次溶液剝離層狀分子晶體

研究團隊提出了將大環(huán)分子二維化、積弱作用成強、形成單層晶體的研究策略,通過剝離大環(huán)分子晶體,在國際上首次成功制備了自支撐手性二維單層分子晶體。通過電鏡首次清晰觀察到金屬-有機大環(huán)超分子結構,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穩(wěn)定存在,顛覆了單層晶體只能存在于化學鍵連接的材料體系的傳統(tǒng)認知,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手性表達與傳遞認知的局限。該研究提出了基于非共價鍵制備二維材料的新策略,將極大推動二維材料、手性化學、超分子化學等學科的快速發(fā)展,為實現更廣闊的研究和應用奠定了堅實的基礎。

手性二維單層分子晶體的球差透射電鏡表征


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項目名稱:框架核酸動態(tài)變構分子機器

項目完成人:左小磊、毛秀海、樊春海、劉江波、李敏、李凡

項目完成單位:醫(yī)學院分子醫(yī)學研究院、化學化工學院、張江高等研究院、轉化醫(yī)學研究院

項目簡介:分子機器是一類可在分子尺度上進行精確控制的仿生機械裝置。通過精準設計,分子機器能夠對外部刺激做出響應并執(zhí)行特定任務,因此在診斷治療、組織工程以及納米醫(yī)學等領域具有廣闊的應用前景。然而常規(guī)的環(huán)境響應性材料如小分子染料和量子點等,存在信噪比低、材料泄漏率高等問題,難以實現對細胞內復雜生物學過程的長時程、全過程檢測。同時,設計具有環(huán)境響應性的動態(tài)分子機器,特別是能夠在細胞環(huán)境內執(zhí)行復雜任務的多功能分子機器仍具有很大的挑戰(zhàn)。

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針對這一挑戰(zhàn),研究團隊提出了基于四面體框架核酸的機械形變誘發(fā)熒光變色的新原理、成功研制出了一種框架核酸動態(tài)變構分子機器,可以響應環(huán)境變化,并將該變化轉化為機械形變,最終誘導熒光變色。利用四面體框架核酸納米尺度的精確可編程性,研究團隊成功實現了對分子機器尺寸的納米級精準調控,通過尺寸匹配,證實了邊長尺寸為10納米的分子機器,具有最低的泄漏率,實現了突觸囊泡遞質釋放全過程監(jiān)測,為研究神經遞質釋放,神經信號傳導提供了新方法。

該研究的研究思路為化學、納米技術、生物醫(yī)學的交叉研究提供了模式參考、為臨床醫(yī)學、轉化醫(yī)學研究提供了新技術。



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