【学术报告】纳米尺度“双城记” —分子泵和复制子
日期:2024-06-06 阅读:1636

主题:纳米尺度“双城记” —分子泵和复制子

报告人:冯元宁 助理教授,美国俄克拉荷马大学化学与生物化学系

时间:2024年6月6日(周四)15:00

地点:霞光楼220会议室

邀请人:颜徐州 研究员


个人简介

冯元宁,美国俄克拉荷马大学化学与生物化学系助理教授,博士生导师。2012年保送进入清华大学化学生物学基础科学班,期间先后师从王梅祥院士和张希院士,学习研究有机合成与超分子自组装。他曾受清华学堂人才培养计划资助,在美国德克萨斯大学奥斯汀分校Jonathan Sessler教授课题组中担任访问本科生助研。2016年毕业获化学生物学学士学位,同年加入美国西北大学诺贝尔奖得主Fraser Stoddart教授的团队,研究人造分子机器,后于2021年获得博士学位,并留组任职博士后研究员两年。博士期间,他曾与英国圣安德鲁斯大学Douglas Philp教授一起工作,研究了利用系统化学方法合成超分子聚合物;他还曾在澳大利亚新南威尔士大学担任访问学者。2023年起,元宁在俄克拉荷马大学化学与生物化学系担任助理教授,开始了独立研究生涯。他在高影响力期刊上发表了39篇文章,其中2篇《科学》,2篇《自然》,18篇《美国化学会志》。他已在多个会议和研讨会上发表过55次演讲,曾获化学文摘社未来领袖百强、国际纳米技术研究所杰出研究员奖、中国政府优秀自费留学生奖、远见研究所杰出学生奖等奖项。目前他还在担任美国化学会俄克拉荷马地区分会2024届当选主席,美国化学会《精准化学》青年编委。


报告摘要

世界上最微小的故事发生在纳米尺度,故事的主角是一些奇妙的分子,通过有机化学的合成和分子工程学的控制,它们会根据剧本演绎不同的故事。第一个故事来自分子双泵,它由两个以头尾相连的独立泵单元首位相接构成。它可由化学物质或电力驱动,精细调节各零件之间的非共价弱相互作用。双泵可以利用能量棘轮机制从一端捕获环,使其远离化学平衡态,生成高能量的轮烷中间体,最后在控制下将其释放回溶液中。这种分子运输平台能够对纳米级的货物进行摄取和释放,合成无法靠传统物理和化学过程无法实现的化合物,并可拓展到利用机械键高效的吸附脱附特定分子。第二个故事来自分子复制子,它可以催化自身的合成。这种独特的合成方式借鉴学习了DNA双链的模板复制,通过氢键引导合成,这种智能分子可以自催化和自复制。1,3-偶极环加成反应在自催化驱动下,展现出其独特的反应动力学和高立体选择性,并通过光谱分析得到了验证。通过将自催化与高分子聚合相结合,可以原位创建了双功能单体,然后交联直接形成超分子聚合物。这项研究结合了分子合成、超分子识别和高分子聚合,可以通过动态共价化学高选择性的合成有某种特性的材料。由于产物的高立体选择性不需要手性催化剂引导,仅靠非手性分子的识别自组装促进,因此提供了未来立体催化的一种新策略,并能辅助探寻生命分子中同手性的起源。

地址:上海市东川路800号 200240
电话:021-54742893
E-mail:sjtuscce@sjtu.edu.cn

官方微信平台

Copyright 2020 沪交ICP备2010917 上海交通大学化学化工学院