近日，北京理工大学化学与化工学院姚子硕研究员在刺激响应分子基单晶材料研究中取得重要进展。相关工作以“Inversion of Molecular Chirality Associated with Ferroelectric Switching in a High-Temperature Two-Dimensional Perovskite Ferroelectric”为题，发表在国际著名化学期刊《美国化学会志》。北京理工大学为唯一作者单位，化学与化工学院陶军教授和姚子硕研究员为文章共同通讯作者，文章第一作者为北京理工大学硕士研究生邓文峰。
手性在自然界中普遍存在，并且在化学、物理和生物等许多领域发挥着关键作用。通过外场刺激控制分子手性在基础科学和技术应用方面具有重要的研究意义，因此长期受到研究者广泛的关注。已报道手性反转现象主要发生在溶液、液晶、聚合物和凝胶等软物质材料中。受限于刚性晶格和空间位阻，如何通过外场刺激实现晶态分子手性的反转仍然是目前研究中存在的难点和挑战。
该研究团队在前期通过分子结构变化调控材料力、电、磁物理性质的基础上，（ Nat. Commun. 2019, 10 , 4805; CCS Chem. 2021, 2, 2464–2472; Nat. Commun. 2021, 12 , 6908; Nat. Commun. 2021, 13 , 3510），利用胱胺有机阳离子具有显著结构柔性且在结晶过程易于形成螺旋手性构型的特点，合成胱胺四氯合铜（II）二维钙钛矿型晶体。利用胱胺阳离子中间?C?S?S?C?结构片段螺旋取向与分子电偶极矩的结构关联，通过电场控制该结构片段取向变化，首次实现了电场控制晶态分子的 P -M螺旋手性以及铁电自发极化的协同反转。铁电性质与手性调控的耦合，不仅为外部刺激控制材料手性提供了研究思路，同时有望应用于开发新型手性电子器件。
该研究得到了国家自然科学基金（22071009、92061106和21971016）以及北京理工大学青年****科研基金项目的支持。感谢北京理工大学分析测试中心工作人员的技术支持。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c00634

图1室温相和高温相的晶体结构

图2 分子手性与晶体偶极矩的结构关联


附双稳态功能材料课题组简介：
姚子硕，北京理工大学化学与化工学院副教授，日本九州大学博士、博士后，主要从事力、电、磁等刺激响应分子基单晶材料的研究工作，作为第一作者或通讯作者在 Nat. Chem. (1) , Nat. Commun. (3), J. Am. Chem. Soc. (2), Angew. Chem., Int. Ed. (2)等高水平期刊发表30余篇研究论文。
陶军，北京理工大学化学与化工学院****，国家****科学基金获得者。主要从事分子磁性与功能材料研究，在 Chem. Soc. Rev. , Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc. , Angew. Chem., Int. Ed. 等高水平学术期刊发表多篇学术论文。