由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的化学家领导的一项新研究为半导体材料的发展带来了新的见解，这些材料可以做传统硅材料无法完成的事情——利用手性的力量，这是一种不可叠加的镜像。
手性是自然界用于在结构中建立复杂性的策略之一，DNA双螺旋可能是最公认的例子 - 两条分子链通过分子“骨架”连接并向右扭曲。
在自然界中，手性分子和蛋白质一样，通过选择性地传输相同自旋方向的电子来非常有效地漏斗电力。
几十年来，研究人员一直致力于在合成分子中模仿自然界的手性。由化学和生物分子化学教授刁莹领导的一项新研究调查了对称为DPP-T4的非手性聚合物的各种修饰如何用于在聚合物基半导体材料中形成手性螺旋结构。潜在的应用包括像树叶一样工作的太阳能电池，使用电子的量子态来更有效地计算的计算机，以及捕获三维信息而不是二维信息的新成像技术，仅举几例。
研究结果发布在《ACS Central Science》杂志上。
“我们一开始认为，对DPP-T4分子的结构进行小幅调整 - 通过添加或改变连接到骨架的原子来实现 - 将改变结构的扭转或扭曲，并诱导手性，”Diao说。“然而，我们很快发现事情并没有那么简单。
利用X射线散射和想象，研究小组发现他们的“轻微调整”导致了材料相的重大变化。
“我们观察到的是一种金发姑娘效应，”刁说。“通常，分子像绞线一样组装，但突然间，当我们将分子扭曲到临界扭转时，它们开始以平板或片的形式组装成新的中间相。通过测试这些结构如何弯曲偏振光 - 手性测试 - 我们惊讶地发现这些薄片也可以扭曲成有凝聚力的手性结构。
该团队的发现阐明了这样一个事实，即并非所有聚合物在调整时都会表现出相似的行为，以模仿手性结构中的有效电子传输。该研究报告说，至关重要的是不要忽视形成的复杂中间相结构，以发现可能导致以前无法想象的光学、电子和机械性能的未知相。
