近日，合肥工业大学化学与化工学院吴宗铨教授团队利用镍催化剂顺序引发噻吩单体和手性异腈单体嵌段共聚，一步合成聚噻吩与螺旋聚异腈的嵌段共聚物。他们利用共轭聚噻吩的结晶性和聚异腈的螺旋手性实现了单手性螺旋胶束的可控自组装。相关工作发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI:10.1002/anie.202006561）。论文第一作者为化学与化工学院博士生许磊。

螺旋结构广泛存在于自然界中，如蛋白质的α-螺旋和脱氧核糖核酸（DNA）的双螺旋结构等。受生物大分子的螺旋结构和功能的启发，人工螺旋结构的研究引起了人们持续而广泛的研究兴趣。利用超分子自组装的方法是构建螺旋结构的重要途径之一。然而对超分子螺旋结构的尺寸和螺旋方向的有效调控仍然缺乏有效的手段。

针对上述难题，该科研团队利用聚噻吩的可结晶性驱动嵌段共聚物自组装，得到具有可控尺寸和单分散的螺旋棒状胶束，而聚异腈的螺旋手性控制聚集体的螺旋方向，并将聚异腈的手性传递到螺旋胶束上，实现了对超分子组装体的螺旋方向的有效控制。采用结晶驱动不对称自组装(crystallization-driven asymmetric self-assembly, CDASA)的策略，在甲苯和异丙醇的混合溶剂中成功得到了一系列具有可控尺寸和特定螺旋方向的单分散螺旋棒状胶束。并利用原子力显微镜、透射电子显微镜、以及圆二色谱等技术表征了螺旋胶束的结构。

此外，该科研团队发现这种结晶驱动的不对称自组装可以诱导嵌段聚合物发出白光和圆偏振光。虽然聚噻吩-聚异腈嵌段共聚物本身不能发射圆偏振光，但是通过不对称自组装形成的螺旋棒状胶束却可以发射出明显的圆偏振光。胶束的长度可以调控圆偏振光的强度，组装体的螺旋方向可以控制圆偏振光的手性，从而可以实现对圆偏振光的有效调控。该研究工作发展了结晶驱动不对称自组装策略，实现了共轭高分子嵌段共聚物超分子螺旋结构的可控制备，并利用嵌段共聚物的分子手性诱导出超分子手性、白光和圆偏振光，为新型光学材料的制备提供了新的方法和研究思路。

该研究工作得到了国家自然科学基金委和中央高校基本科研业务费的经费支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202006561