通过宽带柔光 MXene 实现手性向多向运动的转化
材料科学
2025-12-11 v1
摘要
将手性引入功能材料可实现超越二元照明(开/关)的光物质相互作用控制。传统光致活性器件依赖二元调制，限制为单向运动。相比之下，本文引入三元光逻辑范式，其中致动方向由圆偏振光( CPL) 的手性决定。我们建立了 Ti₃C₂Tₓ MXene 平台，将分子手性与机械致动相连。苯丙氨酸手性立体异构体通过手性纳米涂料共价固定在 MXene 纳米片上。二维约束迫使配体形成垂直排列的亚分子网络。层间间距分析和模拟证实，这种亚分子网络从紫外到近红外范围内解锁了异常宽带的圆二色性。这种亚分子手性与 MXene 的等离子体特性协同作用，驱动手性相关的光热转换， CPL 匹配与不匹配之间的温度差可达 30%。将其嵌入热响应水凝胶，实现了据称首个 CPL驱动的软体致动器，将 LCP/RCP/off 作为三元输入，以光热机制编程多向变形。该分子到宏观尺度的转化展示了手性编码软体机器人和自适应光子器件的新范例。
引用
@article{arxiv.2512.09326,
title = {Translating Chirality into Multidirectional Motion through Broadband Chiroptical MXenes},
author = {Wookjin Jung and Dongkyu Lee and Yonghee Lee and Ki Hyun Park and Jihyeon Yeom},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.09326},
year = {2025}
}