基于B←N配位键的动态调控蝴蝶形分子构象与量子输运研究

来自国际团队的研究人员通过构建由硼氮配位(B←N)稳定的蝴蝶形分子结，解决了刚性分子立体结构与电子特性动态调控的难题。该研究利用B←N键的枢轴灵活性，实现了力驱动下分子电导开关（开关比>100），揭示了空间传输与键合传输机制，并通过电场/取代基调控π–π相互作用与量子干涉效应，为多功能分子器件设计提供了新范式。

　　

通过中等强度的硼氮配位(B←N)使硼并苯(boraacenes)与吡啶(pyridines)形成稳定的蝴蝶形分子结，实现了对刚性分子立体构象和电子特性的动态调控。借助B←N键的类枢轴柔性特性，研究团队在单分子尺度观测到力驱动下不同堆叠构象间的动态转换，从而达成超过100倍开关比的分子电导切换行为。结合第一性原理计算与单分子电学测量，明确了蝴蝶翅膀"张开"与"闭合"构型分别对应空间电荷传输(through-space)和键合电荷传输(through-bond)两种机制。外部电场与取代基效应可进一步调控π–π相互作用与电荷传输特性，通过替换分子单元还能引入破坏性量子干涉效应。这项研究证明B←N配位可作为动态可调的连接方式，为构建具有多功能单元、定制化立体构象和量子效应的分子平台提供了新思路。