香港大學(xué)表示,該校化學(xué)系主任支志明與化學(xué)系助理教授楊軍率領(lǐng)的研究團隊,已破解“閉殼層金屬─金屬之間相互作用”(又稱嗜金屬相互作用)這一困擾無機化學(xué)界多年的難題,該理論在過渡金屬配合物的自組裝過程中十分重要,并能廣泛應(yīng)用於有機半導(dǎo)體、生物傳感和功能性光電材料中。研究成果現(xiàn)已在期刊《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)發(fā)表。
港大指,到目前為止,學(xué)術(shù)界對嗜金屬作用的普遍共識是“相互吸引的”,其作用原理被認(rèn)為是由軌道雜化或重金屬原子的相對論效應(yīng)所導(dǎo)致。支志明和楊軍率領(lǐng)的研究團隊,運用精密的計算方法和實驗技術(shù),印證了金屬─金屬之間強烈的泡利排斥作用導(dǎo)致嗜金屬具排斥性,而非傳統(tǒng)認(rèn)為的互相吸引。
研究團隊在PNAS期刊中首次提出,“嗜金屬相互作用”其實是具有相互排斥性,而軌道雜化和相對論效應(yīng)會增強金屬─金屬之間的泡利排斥作用,而分子間的色散力和靜電相互作用將抵銷金屬與金屬之間的排斥力,從而導(dǎo)致金屬與金屬之間相互接近。港大表示,這項發(fā)現(xiàn)對於閉殼層金屬配合物相關(guān)的研究具有長遠(yuǎn)的影響,并為制造可替代貴重金屬的新型超分子材料(例如鈀、銀或鎳的過渡金屬配合物)提供理論支持,有助化學(xué)研究人員更了解分子間弱相互作用。
港大博士萬晴云是期刊論文第一作者,她與楊軍、支志明皆為共同通訊作者。研究得到香港研資局、香港大學(xué)合成化學(xué)國家重點實驗室,以及港大資訊科技服務(wù)的支持。