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2000多年前，古希臘數(shù)學家阿基米德提出了13種阿基米德多面體。這些多面體通過對正多面體進行截半、截角和扭棱等操作得到，以結構復雜而著稱。這13種多面體中，扭棱立方體是兩個具有拓撲手性的阿基米德多面體中的一個，實現(xiàn)其立體特異性構筑一直是化學家和材料學家追求的研究目標。在這項最新研究成果中，研發(fā)團隊聯(lián)手開辟了光電小分子手性組裝新途徑，構筑了超分子扭棱立方體。

研究團隊設計合成的超分子扭棱立方體由24個頂點、60條棱和38個面組成，其中包括6個正方形、8個正三角形和24個不等邊三角形。該研究實現(xiàn)了左手扭棱立方體和右手扭棱立方體的選擇性構筑。由于其獨特的多孔結構，該扭棱立方體能夠同時裝載多個不同的有機客體分子，還能在立方體的內(nèi)部空腔和外部“口袋”中選擇性地裝載不同的客體分子。此外，該扭棱立方體還表現(xiàn)出優(yōu)異的光電性能，不僅能夠在光照下發(fā)生可逆的顏色變化，還可以用光照來調(diào)節(jié)其彈性和硬度，為開發(fā)機械性能可調(diào)的先進光電功能材料奠定了基礎。

阿基米德多面體一直備受化學家、材料學家所關注，是因為此類基礎性前沿研究可以對新材料、生物醫(yī)藥、化學化工等領域產(chǎn)生深遠的影響，如許多球形病毒衣殼和鐵蛋白展現(xiàn)出類似阿基米德多面體的拓撲結構。設計并合成超分子扭棱立方體，可為理解球形生物大分子在生物系統(tǒng)中的形成與功能執(zhí)行提供重要途徑。