双六螺烯手性材料助力3D显示器及医学应用材料的发展

图为六螺旋体的旋光对映体

来源：日本大阪大学

手性分子呈镜像分布，并具有不可重叠性，这些性质让它们在先进材料和技术领域中起着至关重要的作用。然而，长久以来都没有一种可靠的理论体系可以用来设计和合成手性材料。当然，通过化学家们在手性材料的设计和合成方面的不断取得进展，这些理论体系也在逐渐的丰富与发展。

近日，由大阪大学的Tadashi Mori领导的一个科研团队对六螺烯分子进行了研究，他们在不同方向上对两个六螺烯分子进行排列，并在这种状态的基础上进行了一系列理论检验。最终他们提出了呈右对称排列的S型和X型双六螺旋体是提高手性性能的关键所在。随后，研究人员又合成出这种双六螺烯来证明它们可以用来作为具有圆二色性（CD）和圆偏振发光（CPL）特性的手性材料。他们还将此研究成果发表在杂志《化学通讯》上。

研究人员将多个手性六螺烯单元进行排列，用来彻底研究出量子化学计算是如何增强手性性质的。结果表明，S形和X形螺旋体的手性能得到了明显的提高，且呈右对称排列。

他们还研究了排列分子的数目和分子相邻的空间大小。结果发现了由两个单螺旋体合并所得的双螺旋体很有可能成为理想的手性材料。

在上述讨论的基础上，研究人员又合成了X型和S型两种双六螺烯分子（DNH和DPC），并利用这两种分子模型证明了其手性的显著提高。

除此之外，他们还一直致力于研究控制手性反应的影响因素，结果发现分子的电偶极矩和磁偶极矩的强度和方向都在一定程度上影响手性反应。

先前只依靠科研人员的直觉去开发新材料的老旧研究思路，让这个科研小组大大提高了材料研究成本。因此研究团队阐述了设计手性材料的新研究思路：既如何合理地排列和设计分子。因为这项研究的手性材料具有圆偏振发光的特性，而偏振光可用于下一代光信息技术，所以此研究还能促进3D显示器和医用内窥镜材料的技术创新，以及增强信息和通信领域的安全防护。