导读 金属链、手铐和钥匙圈等日常物品就是例子，它们展示了独特的特性组合，其中坚硬的刚性环相互锁在一起，整体表现出灵活性和强度，从而使它们...
金属链、手铐和钥匙圈等日常物品就是例子，它们展示了独特的特性组合，其中坚硬的刚性环相互锁在一起，整体表现出灵活性和强度，从而使它们能够完美地发挥其预期功能。
由纳米级互锁环组成的分子被称为索烃，它们是开发分子开关和分子机器的有希望的候选材料。然而，由于索烃的合成难度较大，其在其他领域的应用还未被广泛探索。
最近，香港大学化学系欧阳何裕教授领导的研究小组合成了一种由两个自由旋转的刚性大环组成的索烃，并表明尽管铜(I)阳离子或硫酸根阴离子带相反的电荷且几何形状不同，索烃仍然可以与它们牢固而选择性地结合。
检测和区分这些特定离子的能力对于环境监测和医学诊断等领域的应用具有重要意义。该研究成果最近发表在《自然通讯》上。
由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，吸引带正电的阳离子的结合位点通常会与带负电的阴离子发生排斥作用，反之亦然，这使得设计一种适合阳离子和阴离子的宿主非常具有挑战性。
为了解决这个问题，研究小组在每个互锁环上安装了阳离子和阴离子结合位点，利用索烃的旋转运动，宿主可以有效地调整结合位点的相对位置，自由地调整为有利于球形铜(I)阳离子或四面体硫酸阴离子的特定形式，类似于变色龙，可以改变其外观以适应特定的环境。
除了工业和环境意义外，铜(I)和硫酸根离子对于细胞正常生长和生物体发育都至关重要。因此，可以利用索烃宿主对这些离子的强而选择性结合，从环境样品中提取和回收这些离子。
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