Advanced Materials:手性过渡金属氧化物:合成,手性的起源和展望

过渡金属氧化物(TMOs)由于其金属与氧的结合方式可以在离子键,共价键以及金属键间自由变化受到了广泛的关注。同时,手性的引入将使TMOs不仅可由对称性破缺效应带来光学活性,而且还引入了特殊的圆二色性。尽管人们已经可以对TMOs进行精确合成,并对该材料的手性来源进行了相关解释,但手性TMOs的整个领域仍处于起步阶段,具有足够的空间用于跨学科的交流和发展。

近日,湖北大学程佳吉团队以及深圳大学贺廷超团队等总结了该领域的实验现象和理论计算的最新进展,以阐明其制备过程中的潜在手性来源,从而引发对该领域进一步发展的新见解。本文首先系统的总结了手性TMOs的主要类别(如图所示):1) 具有本征手性的TMOs晶体晶胞;2) 具有手性形状的纳米结构;3) 非手性颗粒的手性排列或组合以及4) 手性配体诱导的非手性颗粒。这与传统的半导体手性纳米材料类似。接着,作者通过总结不同手性TMOs的物理内在机制阐述了手性(圆二色性)的主要来源。提出了目前物理模型构建中的问题与潜在探究方向。最后,本文列举了手性TMOs的相关最新工作,点明了目前前沿工作的亮点,如手性的获取与调控;以及相关潜在应用,如手性传感与识别,圆偏振荧光,手性光学治疗等。并为手性TMOs的发展做出了前瞻报道与归纳展望。相关结果以“Chiral Transition Metal Oxides: Synthesis, Chiral Origins, and Perspectives”为题,发表在Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma.201905585)上。