光控分子螺旋：日本科學家突破性發現「手性翻轉」奧秘

日本研究團隊近期在《自然奈米科技》發表驚人發現，透過特殊光線控制，竟能讓分子螺旋結構「左右翻轉」。這項由千葉大學八木史樹教授主導的研究，成功利用紫外線與可見光調控分子自組裝方向，為開發新型智慧材料開闢全新途徑。

分子自組裝是當代材料科學的重要領域，這種分子自發形成有序結構的特性，正是打造先進光電材料的關鍵。研究團隊特別聚焦於具有光響應特性的偶氮苯分子，這種分子在常溫下有機溶劑中會自然形成左旋螺旋結構。

令人驚奇的是，當溶液中殘留微量分子聚集體時，竟會誘導分子組裝成完全相反的右旋螺旋結構。八木教授解釋：「即使只有極少量的殘留聚集體，也會像種子一樣引發『二次成核』效應，促使分子朝相反方向組裝。」

研究更發現，光線強度扮演關鍵角色。弱紫外光照射後，殘留的左旋聚集體會成為右旋結構的成核點；而強可見光則能加速組裝過程，減弱殘留聚集體的影響。透過精準調控兩種光線的強度與時機，研究團隊成功實現了螺旋方向的隨心切換。

這項突破不僅揭示分子自組裝的新機制，更意外發現左右旋結構具有相反的電子自旋極化特性。這意味著未來科學家可能透過簡單的光控方式，就能精準調節材料的電子特性，為開發新一代光電材料與自旋電子元件帶來無限可能。

該研究由千葉大學、名古屋大學齋藤拓穗助理教授（研究當時）、東北大學北本雄一助理教授等團隊共同完成，相關成果已於2025年4月11日刊登於《自然奈米科技》。