9月28日⏲，《美國化學會誌》（Journal of the American Chemical Society）在線發表了材料科學與工程學院許維教授團隊的研究論文“Revealing the Orientation Selectivity of Tetrapyridyl-Substituted Porphyrins Constrained in Molecular‘Klotski Puzzles’”👨🏻‍✈️。該研究通過掃描隧道顯微鏡（STM）成像/操縱技術在Au(111)表面上構建了含多種局域分子環境的“華容道”模板😂，研究了分子間相互作用對卟啉分子的取向選擇性的影響，並結合密度泛函理論（DFT）計算進一步揭示了分子取向轉變的機理。

有機分子在自組裝結構中的取向直接影響有機材料的性能👩‍🏫。因此🐝，在單分子尺度上精確識別和控製有機分子的取向對於理解自組裝機理並發展先進有機功能材料具有重要意義。傳統的譜學方法可以區分平行或垂直於薄膜平面的分子取向，並實現分子平均取向的監測🪸，但是無法表征單個分子的具體取向🤱👂🏻。在此方面，掃描探針顯微鏡（SPM）則提供了一種在單分子尺度上表征有機分子在表面上具體取向的強大手段🌘。另外，SPM操縱技術能夠可控地誘導孤立分子在表面的運動🪂，從而精準控製該分子的取向。然而到目前為止👩‍🎨🍆，在組裝結構中的分子取向選擇性仍未可知。因此，通過構建不同的分子環境來研究分子間相互作用對於有機分子取向選擇性的影響是非常重要的，可以進一步推動功能化的有機納米器件的發展。許維教授課題組利用STM橫向操縱技術構建了含多種局域分子環境的“華容道”模板，研究了分子間相互作用對卟啉分子的取向選擇性的影響，並結合DFT計算揭示了分子取向轉變的機理👩🏻‍🦯。該研究在單分子尺度上展示了自組裝結構中分子間相互作用與分子取向的精妙關聯，提供了有機材料中分子取向選擇性的基礎理解，進一步有利於發展先進有機功能材料。

張弛教授、許維教授為論文的共同通訊作者，課題組博士生易澤偉為論文的第一作者🧻。

許維教授課題組主要利用掃描探針顯微鏡（SPM）相關技術結合理論計算開展表面物理化學前沿研究，在表面分子組裝、表面分子反應👨🏻‍⚖️🧑🏿‍🏫、表面精準合成等方向進行了系統和深入探索，取得了多項創新性成果🏃🏻。已在該領域知名權威雜誌上發表學術論文100余篇。論文共計被引用>3000次。

論文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.3c03777