納米科技新進展：從納米自組裝到手性納米材料的發現

納米，是長度單位，1納米相當于4倍原子大小，比單個細菌的長度還要小得多�？茖W家們研究發現，在納米尺度上，材料會呈現出與宏觀尺度上完全不同的物理學、化學和生物學特性。在這一科學發現基礎上，人類發展出納米科學和納米技術。

納米科學以尺度在0.1—100納米之間的物質為研究對象，探索其特有的物理、化學、生物性質和功能；納米技術則是在這一空間尺度內操縱原子和分子，對材料進行加工，制造具有特定功能的器件。

國家納米科學中心唐智勇課題組長期從事關于無機納米材料以及組裝體的手性光學性質與應用方面的研究工作，在貴金屬納米顆粒及其組裝體的手性光學性質取得了系列研究進展，同時探索了無機手性納米材料在生物醫學以及信息加密中的應用。

自組裝是指系統的構成元素（如分子）在不受人類外力干預下，自行聚集、組織成規則結構的現象。自組裝現象廣泛存在于自然界中，自組裝蛋白納米結構作為一種新興的生物納米技術平臺，為發展超靈敏的生物納米傳感新技術提供了強有力的手段。

唐智勇說，自組裝納米結構的構建是以納米尺度基元如納米顆粒為組裝單元。通過調控和設計納米尺度的相互作用，自下而上的形成更大尺度，甚至宏觀尺度下，具有特定性質或功能的材料體系的構建方法。通過納米自組裝，科學家們發現了很多新型結構材料。

手性材料便是其中一種。手性是一種不對稱性現象，也是自然界的基本屬性之一，例如人們的左右手，看起來一樣，但卻不能重合。

唐志勇說，無機納米粒子的手性主要來自于三個方面，手性晶體結構、手性配體以及手性形貌。無機納米粒子表面通常會有一層有機的分子配體，當配體為手性的時候，那么該納米粒子也就產生了手性。另外通過溶液合成或者是微納米加工的方法，也可以得到具有手性形貌的無機納米結構。

資料顯示，手性材料在推動生物標記、手性分析和檢測、對映異構體選擇性分離、偏振相關光子學和光電子學應用等領域的發展具有重要意義。目前，傳統手性納米材料主要是通過引入手性配體或構造螺旋結構等電偶極矩調控方式構筑，但這類手性材料在環境穩定性和導電性方面通常存在局限性，極大地限制了其實際應用。探索新的調控機制并構筑新型手性納米功能材料是突破這一科學瓶頸的新途徑。

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