复杂的，多孔的，手性的纳米图案来自简单的线性构建基块

 
两端使用带有异羟肟酸的简单棒状构建基块，慕尼黑工业大学的科学家创造了自组装的多孔，纳米结构。致谢：张伯栋/ TUM Nanoscience可以使用自组装协议将微小的分子实体有序地排列成纳米图案。慕尼黑工业大学(TUM)的科学家已经将两端带有异羟肟酸的简单棒状结构单元功能化。它们形成了分子网络，不仅显示了表面单组分自组装的复杂性和美感，而且还显示了分子结构的复杂性。它们还表现出卓越的性能。
设计用于分子自组装的组件需要“互锁”的功能。例如，我们的遗传信息被编码为两条DNA链，在通过氢键稳定的自组装过程中以“螺旋阶梯”双螺旋结构压缩在一起。
受自然的“拉链”启发，慕尼黑工业大学的研究人员旨在构建功能纳米结构，以突破人造结构的边界。
复杂纳米结构的基础
慕尼黑工业大学的科学家们在学科，国籍和性别方面各不相同，他们共同努力探索二维结构的新功能：一个名为异羟肟酸的化学族。
蛋白质组学和生物分析学主席准备了一个概念上简单的构建基块：在两端均带有异羟肟酸基团的棒状分子。然后，将这个构造块转移到表面和界面物理椅子上，在该椅子上检查了原子平面的银和金表面上的组件。
纳米多孔网络
先进的显微镜工具，光谱学和密度泛函理论研究相结合，发现分子构件在支撑表面及其邻近分子的环境中会在某种程度上适应其形状。这提供了不同寻常的超分子表面基序：通过分子间相互作用将两至六个分子结合在一起。
这些图案中只有极少数会自我组织成2D晶体。其中，出现了无与伦比的网络，其图案唤起了切片柠檬，雪花或玫瑰花结的图像。它们具有三个不同大小的孔，能够紧紧地容纳单个小分子气体，例如最小的一氧化碳或最大的胰岛素等小蛋白质。
该出版物的最后作者Anthoula Papageorgiou博士说：“在这方面，这是通过分子纳米结构和在结晶二维网络中表达的不同孔数量实现的镶嵌的里程碑。” “因此，它为自下而上的纳米模板提供了独特的机会，我们将进一步探索。”
扭曲的纳米笼
像我们的左手和右手一样，两个镜像笼状结构的形状不能重叠。自19世纪以来，学者就将这种物体对称性定性为“手性”，源于古希腊语的“手”。在天然化合物中经常发现这类分子。手性影响偏振光和磁性的相互作用，并在生活中起着至关重要的作用。
例如，我们的嗅觉受体对柠檬烯分子的两个镜像的反应非常不同：一种闻起来像柠檬，另一种闻起来像松树。这种所谓的手性识别是可以确定分子是作为药物还是作为毒药的过程。
获得的纳米结构笼的内壁提供了可以引导客体分子的位点。研究人员在一些较大的孔中观察到了这种过程，其中三个相同的分子组装成手性物体。在室温下，该物体像音乐盒芭蕾舞演员一样运动，导致图像模糊。
该团队希望在未来的工作中，将这些现象引入手性识别和人工纳米机械领域。