长期以来，DNA一直被人们用作构建无机纳米颗粒螺旋组件的模板。例如，用DNA(或多肽)修饰的金纳米颗粒可以构建螺旋组件。但是如果没有这样的生物配体，螺旋是很难实现的，同时它们的形成机制也很难被理解。由硫醇酸盐等配体保护的原子精确的纳米团簇在颗粒间和颗粒内水平的组装中表现出层次化的结构复杂性，这类似于生物分子及其组装。此外，载流子动力学可以通过对纳米团簇的结构进行工程设计来控制。但是这些纳米团簇通常具有各向同性的结构，并且经常组装成常见的超晶体。

近日，美国卡内基梅隆大学金荣超教授报道了同二聚和异二聚金纳米团簇的合成及其自组装成超结构。

文章要点

1）同质二聚体纳米团簇形成层层超结构，异二聚体纳米团簇自组装成双螺旋和四螺旋超结构。这些复杂的排列是两个不同的基序对的结果，每个单体一对，每个基序与相邻的异源二聚体上的配对基序结合。这种基序配对让人想起DNA螺旋中碱基的配对相互作用。

2）簇合物周围的配体表现出双配对或三配对的空间相互作用。而螺旋组装则是由范德华相互作用通过颗粒旋转和构象匹配进行驱动。此外，异二聚体团簇的载流子寿命大约是同二聚体团簇的65倍。

研究发现为增加超晶结构设计和精密工程的复杂性提供了新的途径。

参考文献

Li, Y., Zhou, M., Song, Y. et al. Double-helical assembly of heterodimeric nanoclusters into supercrystals. Nature 594, 380–384 (2021).

DOI：10.1038/s41586-021-03564-6

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03564-6