Science重磅：磁场调控手性磁性纳米颗粒和凝胶的光学活性

【引言】

具磁性和手性于一身的光学纳米材料对于磁性-光学和手性晶体来说是十分有益的。手性无机纳米结构具有十分显著的圆二色性，但实时调控它们的光学活性目前只能通过不可逆的化学改变来实现。因此，场调控对于手性光学设备来说应该是更适宜的途径。磁场调控可以实现很大一部分源于手性纳米结构可以产生磁性转变偶极矩到偏振旋转的改变。

【成果简介】

密歇根大学Nicholas A. Kotov和巴西Federal University of São Carlos大学André F. de Moura（共同通讯作者）等人合成了具有L-和D-半胱氨酸表面键的顺磁性Co₃O₄纳米颗粒，这些键赋予了晶体晶格的手性转变，而这种各向异性使得材料的手性光学活性增强，较非顺磁性纳米颗粒要高10倍。纳米颗粒凝胶对紫外光范围内圆偏振光束的透过率可以通过磁场可逆调控。这种现象同样在其他具有印迹氨基酸和其他手性键修饰晶格扭曲的纳米金属氧化物观察到。这系列手性陶瓷纳米结构和凝胶对于手性和磁性的连接以及推进相关新技术和领域的发展都是至关重要的。相关研究成果以题为“Chiromagnetic nanoparticles and gels”于Science上发表。

【图文导读】

图一、合成手性Co₃O₄纳米颗粒

图二、晶体结构的旋转

图三、手性纳米颗粒原子几何的计算

图四、光学调控

文献链接：Chiromagnetic nanoparticles and gels（Science，2018，DOI: 10.1126/science.aao7172）

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