近日，我校化学学院陈子毅助理教授作为共同通讯作者，在原子精确金属纳米团簇的仿生手性组装领域取得重要研究进展。相关成果以“Stereochemical preorganization directs triple-helical assembly of Au₄ nanoclusters”（立体化学预组织引导Au₄纳米团簇三螺旋组装）为题，发表于国际知名化学期刊《Nature Chemistry》。

螺旋结构是自然界广泛存在的重要结构基元。胶原蛋白通过精巧的构象预组织，将局部分子立体化学信息逐级传递，最终形成稳定的同手性三螺旋结构。受这一自然组装机制启发，如何在人工合成体系中实现从局部立体化学信息到高阶螺旋结构的精准传递与层级调控，成为合成化学、超分子化学及纳米材料领域的重要科学挑战。由于分子间相互作用的复杂性，实现人工体系中多层级手性信息的有序传递与可编程组装仍面临较大困难。

受胶原蛋白三螺旋组装机制启发，合作团队设计了一系列具有不同立体构型及空间位阻的噻唑烷-2-硫酮手性配体，构筑了基于原子精确Au₄纳米团簇的仿生手性组装体系。研究发现，配体构型依赖的endo–exo环褶皱构象可充当“立体化学开关”，通过调节团簇表面金属位点的空间暴露程度，引导Au···Au亲金属相互作用的方向性排列。由此产生的立体化学预组织效应能够控制单螺旋链的扭转几何，并进一步通过分子间协同作用，驱动单螺旋链组装形成具有特定手性的三螺旋超结构。通过系统调节配体的空间位阻，研究团队还实现了不同组装路径与超分子结构的定向调控，展示了螺旋结构的可编程构筑能力。光学表征结果表明，所得三螺旋超结构表现出增强的手性光学响应，为新型手性光学功能材料的设计提供了新的思路。

陈子毅助理教授参与了该研究的整体构思，并提出胶原蛋白启发的三螺旋仿生组装设想，主要承担相关晶体结构解析工作，参与立体化学预组织与超分子组装行为之间构效关系的研究讨论，为阐明局部立体化学信息向高阶螺旋结构的传递机制提供了重要支持。该研究从分子构型、金属间相互作用及层级组装之间的内在关联出发，提出了指导金属纳米团簇层级手性组装的“分子语法”，揭示了亲金属相互作用在仿生手性结构构筑中的重要作用。研究成果拓展了原子精确金属纳米团簇的超分子组装研究，为手性纳米材料的理性设计及其在手性光学器件等领域的潜在应用提供了新的研究思路。

该研究得到国家自然科学基金（21901101）和中央高校基本科研业务费专项资金（2682025CX007）等项目的支持。

论文链接： https://doi.org/10.1038/s41557-026-02271-x