问题：自DNA双螺旋结构被揭示以来，多股螺旋因手性光学、分子识别和信息传递等的潜在应用而受到关注；相比通过聚合物链构象调控获得螺旋结构，有机小分子依靠非共价作用自组装形成多重螺旋，具有结构更精确、可设计性更强等优势。但在小分子体系中，“能组装但难精准调控”仍是关键瓶颈，尤其缺少稳定且通用的手性调控方式，使得螺旋链数、螺旋方向和手性信号难以在同一体系内实现可预测的切换。 原因：多股螺旋的形成依赖多种弱相互作用在空间上的协同与能量上的平衡。一上，分子需要足够的几何约束来引导有序堆积；另一方面，也要具备可调的相互作用位点，才能不同条件下走向不同的组装路径。若主要依赖单一作用力，往往会出现竞争性堆积或无序聚集，难以获得稳定、可重复的晶态螺旋结构，也难以给出清晰的手性表达。 影响：据介绍，中国科学院化学研究所刘鸣华研究员、中国人民大学欧阳光辉教授、兰州大学朱雪锋教授等团队根据上述问题，设计并合成了一种新型扭曲“8”字形手性大环分子。该分子在晶态中可自发形成有序螺旋堆积：单分子沿长轴方向呈螺旋排列，并继续通过分子间作用实现“多链缠绕”，构筑由四条单链共同组成的四重螺旋结构。晶体学分析显示，该四重螺旋在轴向俯视下呈六边形外观特征。研究还发现，分子间电荷转移作用与C–H···π等弱相互作用共同决定堆积取向与螺旋生长方式，为理解多股螺旋的形成提供了可直接观测的结构证据。 更值得关注的是，该体系实现了“同一手性大环、不同螺旋手性输出”的可控行为。研究表明，尽管大环内部存在一定扭曲张力，但其空腔可对尺寸匹配的缺电子客体分子发生自适应结合。引入萘酰亚胺类客体后，在供受体电荷转移作用驱动下，体系堆积方式发生改变，最终形成双螺旋结构，并呈现与原四重螺旋相反的手性光学信号。对应的表征结合单晶结构的直接观测与圆二色等光谱结果，进一步证明主客体相互作用可通过改变分子几何与堆积路径，实现螺旋链数与手性输出的同步调控。 对策：业内人士指出，此进展的启示在于，通过“分子几何构型设计+可编程非共价作用”，在无需金属离子配位、无需DNA等外部模板条件下，也能实现多股螺旋的可控构筑。下一步研究可从三上推进：其一，拓展客体分子的类型与尺寸范围，建立更系统的主客体匹配规则，提高调控的通用性；其二，进一步厘清溶液态与固态的组装路径差异，推动由晶态结构证据向可加工材料形态转化；其三，围绕手性光学响应、各向异性发光与电荷传输等性能开展器件级验证，加快从结构到功能的落地。 前景：随着手性材料在偏振发光、手性传感、对映体识别与光信息处理等领域需求增长，可逆、可编程的多股螺旋体系有望成为新一代超分子材料的重要方向。本研究通过清晰的结构解析与机制说明，展示了多股螺旋从“经验组装”走向“理性设计”的可行路径。未来若能实现在光、热、电场或化学信号等刺激下的可逆切换，并完善规模化合成与稳定性评估，将有助于构建可调手性光子材料、智能响应晶体及新型分子器件。
这项研究深入加深了对分子自组装规律的理解，也展示了我国科研团队在超分子与材料科学前沿的创新探索。随着有关机制与调控策略优化，这类精准可控的分子组装方法有望在功能材料、生物医药与信息技术等方向拓展应用，并为关键材料的自主研发提供新的思路与支撑。