瞬态量子涨落调节聚合物自组装

只需将聚合物困在两面镜子之间的狭小黑暗空间中，就能深刻改变其自我组装的方式——形成薄片而不是通常的纤维。这个微小的镜像盒子在分子和真空场之间提供了所谓的振动强耦合，真空场是沸腾的量子力学汤，宇宙中充满了瞬态光子和其他粒子。

“我觉得它很另类，尽管它实际上是在一个盒子里，”他开玩笑说哈桑亚斯兰他在美国巴克内尔大学从事超分子主客化学研究，并没有参与这项研究。他说，如果振动强耦合(VSC)被证明是可推广的，它将允许科学家在不添加试剂或进行任何化学变化的情况下修改超分子系统。

这项工作背后的研究人员由托马斯艾布森来自法国斯特拉斯堡大学的研究小组是少数几个尝试这样做的团队之一利用这种诱人的新方法来控制化学．他们在研究VSC如何影响凝胶的导电性时，偶然发现了它对超分子组装的影响。“当Kripa[约瑟夫埃贝森回忆说:“她的同事正在测量，结果完全不像她预期的那样，电导率下降了，而不是我们希望的那样上升了。”

但当约瑟夫取回聚合物——一种聚(帕拉-苯乙炔)-来自镜像微流体单元，该团队使用它来调整真空场到他们的化合物，而不是通常的纤维网络材料已经产生了无定形薄片。结果表明，在VSC下，聚合物的自组装率提高了20%。

即使在微流态腔的黑暗中，开启物质和瞬态光子之间耦合的是镜子之间的正确间距——在这种情况下大约是10μm。就像单个原子的轨道聚集在一起形成分子一样，物质和光聚集在一起产生被称为极化激元的混合粒子。就像一个分子不同于它的组成原子一样，新的VSC实体与它的母体有着巨大的不同。

“这项研究表明VSC已经从初级有机化学扩展到高级超分子化学，”他说吴克群平井一夫他是日本北海道大学的首席研究员之一预印本研究描述了VSC对金属-有机框架组织的影响。“主导超分子组装的分子间相互作用比共价键弱得多，”埃比森和其他团队的目标是共价键在之前的研究中．

虽然超分子化学家已经可以利用光、热、声音和许多其他刺激来调节自组装，但Arslan说VSC的吸引力在于它不需要改变化合物的结构。“很多其他刺激都需要非常特定的系统来对这些刺激做出反应——对于光，你需要一种可以吸收光的分子……这需要化学家的一些认真设计。”不过，他指出，将VSC从目前不足1毫升的微小设备扩大可能很困难。

阿尔桑说，这项研究也提出了很多问题。在能够使用它之前，化学家需要更好地理解VSC是如何工作的。艾伯森对此表示同意，尽管在这个阶段，他只能给出“挥手的论据”。“我们知道有一种叫做伦敦色散力的东西非常重要，”艾伯森解释说。“当我们强烈耦合时，我们在真空场中强烈地混合到[分子的]振动模式中。这可能是范德华力改变的原因之一，它改变了分子间的相互作用，结果，组装被打乱了。”

尽管如此，Ebbesen相信VSC最终将成为化学家们可以调节分子行为的“按钮”。“这也引起了工业界的兴趣——他们尝试了所有其他的按钮，突然我们有了一种新的按钮，没有人意识到它可以改变基本的化学性质。”