Self-assembled Möbius strips with controlled helicity

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作者
Guanghui Ouyang,Lukang Ji,Yuqian Jiang,Frank Würthner,Minghua Liu
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:11 (1) 被引量:52
标识
DOI:10.1038/s41467-020-19683-z
摘要

Abstract Different from molecular level topology, the development of supramolecular topology has been limited due to a lack of reliable synthetic methods. Here we describe a supramolecular strategy of accessing Möbius strip, a fascinating topological object featured with only a single edge and single side. Through bending and cyclization of twisted nanofibers self-assembled from chiral glutamate amphiphiles, supramolecular nano-toroids with various twist numbers were obtained. Electron microscopic techniques could clearly identify the formation of Möbius strips when twist numbers on the toroidal fibers are odd ones. Spectroscopic and morphological analysis indicates that the helicity of the Möbius strips and nano-toroids stems from the molecular chirality of glutamate molecules. Therefore, M - and P -helical Möbius strips could be formed from L- and D-amphiphiles, respectively. Our experimental results and theoretical simulations may advance the prospect of creating chiral topologically complex structures via supramolecular approach.
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