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天津大学教授胡文平、王雨、吴煌与诺贝尔奖得主詹姆斯·弗雷泽·司徒塔特教授合作撰写的论文《动态超分子扭棱立方体》1月9日在学术期刊《自然》上发表，文章介绍了他们在光电功能的手性阿基米德多面体的构筑上取得的最新研究成果。
2000多年前，古希腊数学家阿基米德提出了13种阿基米德多面体，以结构复杂而著称。阿基米德多面体一直备受数学家、化学家、材料学家所关注，在新材料、生物医药、化学化工等领域有广泛的应用前景。许多球形病毒衣壳和铁蛋白展现出类似阿基米德多面体的拓扑结构。因此，化学家和材料科学家一直致力于复杂人工多面体的设计与合成。
扭棱立方体是两个具有拓扑手性的阿基米德多面体中的一个，实现其立体特异性构筑一直是化学家和材料学家追求的研究目标。胡文平与詹姆斯·弗雷泽·司徒塔特研究团队联手开辟了光电小分子手性组装新途径，构筑了超分子扭棱立方体。
研究团队设计并合成的超分子扭棱立方体由24个顶点、60条棱和38个面组成，其中包括6个正方形、8个正三角形和24个不等边三角形。每个扭棱立方体含2712个原子。
由于其独特的多孔结构，该扭棱立方体能够同时装载多个不同的有机客体分子，还能在立方体的内部空腔和外部“口袋”中选择性地装载不同的客体分子。此外，该扭棱立方体还表现出优异的光电性能，不仅能够在光照下发生可逆的颜色变化，还可用光照来调节其弹性和硬度。这为开发机械性能可调的先进光电功能材料奠定了基础。
该项目研究同时获得中国自然科学基金委员会、中国科技部、美国自然科学基金委员会、美国能源部、美国国立卫生研究院以及欧洲研究委员会等的资助。（记者董山峰、王艺钊）
(责编：李昉、郝孟佳)
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