近日，天津大學理學院教授胡文平、王雨、吳煌與諾獎得主詹姆斯·弗雷澤·司徒塔特教授在光電功能的手性阿基米德多面體的構筑上取得的最新研究成果，發表在國際著名學術期刊《自然》上。

2000多年前，古希臘數學家阿基米德提出了13種阿基米德多面體。這些多面體通過對正多面體進行截半、截角和扭棱等操作得到，以結構復雜而著稱。這13種多面體中，扭棱立方體是兩個具有拓撲手性的阿基米德多面體中的一個，實現其立體特異性構筑一直是化學家和材料學家追求的研究目標。在這項最新研究成果中，研發團隊聯手開辟了光電小分子手性組裝新途徑，構筑了超分子扭棱立方體。

研究團隊設計合成的超分子扭棱立方體由24個頂點、60條棱和38個面組成，其中包括6個正方形、8個正三角形和24個不等邊三角形。該研究實現了左手扭棱立方體和右手扭棱立方體的選擇性構筑。由于其獨特的多孔結構，該扭棱立方體能夠同時裝載多個不同的有機客體分子，還能在立方體的內部空腔和外部“口袋”中選擇性地裝載不同的客體分子。此外，該扭棱立方體還表現出優異的光電性能，不僅能夠在光照下發生可逆的顏色變化，還可以用光照來調節其彈性和硬度，為開發機械性能可調的先進光電功能材料奠定了基礎。

阿基米德多面體一直備受化學家、材料學家所關注，是因為此類基礎性前沿研究可以對新材料、生物醫藥、化學化工等領域產生深遠的影響，如許多球形病毒衣殼和鐵蛋白展現出類似阿基米德多面體的拓撲結構。設計并合成超分子扭棱立方體，可為理解球形生物大分子在生物系統中的形成與功能執行提供重要途徑。

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