我院郭谨昌博士发现“类地月”双重流变性硼基纳米团簇

十年磨一剑,论文喜登Angew.Chem. 

我院郭谨昌博士发现“类地月”双重流变性硼基纳米团簇

我院化学系、材料科学研究所郭谨昌博士通过与山西大学翟华金教授团队及墨西哥瓜纳华托大学Gabriel Merino教授团队紧密合作，在硼基分子马达的理论设计方面取得突破性成果，发现新鲜硼基同轴双重流变性三维分子马达，研究论文“Coaxial Triple-Layered versus Helical Be6B11- Cluster: Dual Structural Fluxionality and Multifold Aromaticity” 近日在国际权威期刊Angew. Chem. Int. Ed.（德国应用化学）发表。郭谨昌博士为论文第一作者，忻州师范学院为第一完成单位。山西大学翟华金教授；我院化学系2015届本科卒业生、山西大学在读博士冯林雁；我院化学系教师、山西大学在读博士王迎进及墨西哥瓜纳华托大学Gabriel Merino教授团队成员为论文共同作者。Angew. Chem. Int. Ed. 作为化学领域影响力最大的期刊之一，对文章的原创性和创新性要求极高，当前影响因子为11.994。我院前一篇Angew. Chem. 论文可追溯到2005年，当时李思殿教授为第一作者，郭谨昌博士为第二作者。十年磨一剑，我院化学系、材料科学研究所经过长期不懈努力，再次用成果证实了我院化学学科的科研实力和水平。

近年来分子马达的设计受到化学、材料科学等领域研究人员的广泛关注，成为新兴前沿热点。然而目前已报道的硼基分子马达均为平面结构且流变性模式单一。是否存在三维、多重流变性的硼基纳米团簇呢？郭谨昌博士的最新研究进展对此给出一定的回答。
 

郭谨昌博士及合作者发现Be6B11－团簇具有两种近似等能量的新鲜纳米结构：同轴三环三明治和硼基螺旋(见图)。

在同轴三环三明治Be6B11－团簇中，两个Be3环以重叠情势将B11环夹在中心，Be6为完善三棱柱构型，但Be3环间并没有显明的成键作用。在接近室温300 K时，分子动力学模仿注解外围B11环如同“呼啦圈”一样绕着其Be6核转动，类似于月球绕地球“公转”(revolution)。随着温度上升，1000 K时两个Be3环可以自若地相对转动，类似于地月系统的地球自转(rotation)。基于“公转”和“自转”两种模式，Be6B11-可视为亚纳米尺度的动力学地月系统。化学成键分析注解该结构具有四重芳香性，正是四重芳香性为体系提供高度离域的、流变的电子云作为“润滑剂”，支持其双重动力学流变性。硼基Be6B11－流变团簇将地月体系的尺度微缩18个数量级，而二者的动力学特性神似，这是令人难以置信的。此外，Be6B11－团簇的另一异构体具有螺旋结构，为迄今发现的首例硼螺旋手性分子。Be6B11－的发现将进一步雄厚硼基分子马达研究领域，为实验合成分子机器提供理论参考。

郭谨昌博士现为我院化学系副教授，山西大学、山西师范大学硕士生导师。参加工作十五年来，始终执着于计算化学研究，热爱科学，潜心研究。先后参与国家天然科学基金项目5项，省基金项目3项，主持完成省基金项目1项。目前主持省基金项目2项，中国博士后面上项目1项，与美国科罗拉多大学、美国布郎大学、墨西哥瓜纳华托大学、国内山西大学等建立了优秀的合作关系。在平面多配位碳化合物、动力学结构流变团簇、硼羰基化学等物理化学、纳米团簇前沿领域取得多项紧张原创性成果，发表SCI收录论文40余篇（其中第一作者16篇）。

在我院推进实施“1331工程”之际，本项成果的取得将进一步激发广大教师的科研热情，推动我院科研水平再上新台阶。

论文链接： 

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201703979/full