手性对生命至关重要，可以在生物系统中观察到，从分子水平到大分子和更高级的纳米结构，如3D酶和微米细胞膜。手性在这些层次结构中得到精确控制，因此一系列生命过程可以对映选择性地进行。尽管分子自组装被广泛用于制造纳米/微结构，但从小分子扩展到具有令人满意的分散性和同手性的微米级组装的精确手性控制仍然是一个挑战。

研究人员开发了分层自组装的纯手性螺旋微型环

在发表于NatureNanotechnology的一项研究中，中国科学院化学研究所刘明华教授领导的研究小组开发了一种组合的溶液-界面导向自组装策略，以制备手性可控的单分散微结构至微米规模。

刘教授课题组此前开发了一种溶液组装方法，获得了微米级手性莫比乌斯带，这是一种单边单边的特殊拓扑结构，但成品率和尺寸分散性不理想。在这项研究中，研究人员提出了一种组合解决方案和界面自组装的方法，利用界面组装的优势，即降低界面张力的自由度和手性控制来解决这些问题。

从两亲联萘双脲(BU)对映异构体开始，自组装首先在甲醇中通过加热-冷却协议引发，以形成过饱和的BU溶液。低温TEM图像、动态光散射数据和变温核磁共振光谱证明了纳米级分子聚集体可以在以5K/min的速度从343到293K的受控冷却下形成。然后将这些分散的聚集体立即转移到2D基板上，例如二氧化硅晶片、玻璃、云母和石英板。

在293K蒸发时，纳米聚集体在界面张力和聚集体之间的手性相互作用的控制下经历形态融合和重新组装，导致形成具有令人满意的分散性和优选螺旋度的微米级环形结构，这取决于分子起始构建块的手性。

此外，基于集体实验数据和分子动力学模拟，提出了一种聚集-环化自组装机制，表明溶液聚集体具有圆形堆积​​趋势。通过比较单体、溶液聚集体和界面微环的手性，研究人员发现溶液聚集体在表面上的环形组织在定义整体圆二色性和圆偏振发光特性的表达方面发挥了重要作用。

当将手性受体掺杂到手性微型环上以建立手性光捕获天线时，共组装的供体-受体系统的能量转移介导的圆偏振发光通过微型环的螺旋方向进行了细化，表明一种独特的微观-手性控制的结构-性质关系。

微米级单手性和单分散微结构的形成，以及开发的手性光捕获天线模型，为手性自组装材料提供了新的见解。