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  光誘導手性是在自然界和合成材料中的研究熱點，對智能材料的微觀結構響應影響宏觀性質的探索具有重要的研究價值。目前，研究者們已報道一些紫外光驅動分子馬達的合成和應用，絕大多數的分子馬達在光驅動下展現手性以及螺旋扭曲力的減小，而且紫外光對背景材料和操作人員帶來潛在的有害影響。

  針對光驅動的手性分子馬達，李全教授團隊與合作者通過對偶氮苯分子結構的設計，在鄰位上通過柔性碳鏈連接具有軸手性的聯萘形成小分子環(huán)裝拓撲結構。此分子馬達或開關在光照驅動順反異構時展現了在不同液晶材料中螺旋扭曲力的增強，而且僅需綠光就可以實現分子馬達的有效順反異構。

圖 1. 可見光驅動可逆順反異構的環(huán)裝偶氮苯分子馬達

  由于手性分子馬達的光驅動螺旋扭曲力的增強，該團隊將手性分子加入到液晶材料5CB中 （濃度 0.38 mol%），通過可見光（530nm）的照射，液晶由向列相逐漸轉變成膽甾相的指紋態(tài)及油狀條紋態(tài)。

圖2. 可見光誘導液晶從向列相轉換到膽甾相的偏光顯微鏡圖

  在E7液晶材料中（手性分子濃度為0.69 mol%），通過綠光可以實現液晶螺旋結構在不同取向上的有序排列。例如在圖3中，液晶盒的取向為平面取向，通過光的誘導，液晶可以形成有規(guī)律的平面取向的螺旋結構，從而顯示出周期條紋以及紅光的衍射條紋。

圖3. （A）光照前的液晶在取向與線偏振片不角度的狀態(tài)；（B）在綠光的不同照射時間下形成的周期螺旋條紋的形態(tài)；（C）施加2.0伏特的交流電場（1千赫茲）下，在不同光照時間下條紋形態(tài)（右下角插圖為648 nm紅光通過周期條紋的衍射圖案）

  此工作為先進光學智能材料的設計和研發(fā)提供新的思路，也為主客體功能軟物質的深入探索開拓了新的可能性。相關成果以“Visible-Light-Induced Self-Organized Helical Superstructure in Orientationally Ordered Fluids”為題 （DOI: 10.1002/adma.201902958），發(fā)表于材料領域權威頂級期刊《Advanced Materials》上。肯特州立大學高新材料與液晶研究所博士生王昊和博士后Hari K. Bisoyi為共同第一作者，歐洲科學院院士李全教授為通訊作者。 

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201902958

  李全教授科研組網頁：https://www.lcinet.kent.edu/users/qli180/PI/Li.htm