C3对称分子分级组装构建拓扑纳米环、融合超环及纳米索烃

来自前沿团队的研究人员通过C3对称苯-1,3,5-三甲酰胺（C3Ala）的分级组装策略，成功实现了拓扑纳米结构的精准构筑。该研究突破性地制备了离散纳米环、21单元融合超环及纳米[2]索烃，并利用手性模板诱导产生可见光区圆偏振发光，揭示了超分子自组装中手性层级与拓扑结构的协同机制。

　　

在数学拓扑学中具有连续变形不变性的环形结构，如今在纳米尺度获得了全新演绎。这项研究通过精巧设计C₃对称的苯-1,3,5-三甲酰胺（C₃Ala）分子，上演了一场令人惊叹的"纳米拓扑变形记"：

分子先自组装成螺旋纳米纤维，这些纤维因手性诱导和庞大侧链产生意外弯曲，如同被施了魔法的绳索般自动盘绕成离散纳米环（nanotoroids）。更神奇的是，通过熵驱动老化过程，这些纳米环会像泡泡糖一样相互融合，形成包含21个环单元的超级融合结构（fused super-nanotoroids）。而溶剂切换策略则加速了环化-穿透机制，让纳米环两两套嵌形成纳米[2]索烃（nano-[2]catenanes），就像微观世界的奥林匹克五环标志。

这些手性拓扑结构不仅是美丽的分子艺术品，更是功能卓越的光学模板——它们能诱导非手性荧光团产生明亮的可见光区圆偏振发光（CPL），其效率远超传统手性材料。理论计算揭示，这种卓越性能源于手性层级结构与拓扑限域效应的协同作用，为开发新型手性光电材料提供了全新范式。

这项研究犹如打开了一扇"拓扑化学"的新大门，展示了从简单分子到复杂拓扑结构的演化路径，为超分子自组装领域带来了拓扑精准调控的新维度。