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巴克明斯特富勒烯（C₆₀）的發現標志著探索三維碳材料的里程碑。然而，隨著高級富勒烯異構體數量的指數級增加，通過分子識別實現異構體的富集變得具有挑戰性。

2025年1月2日，中國科學院福建物質結構研究所孫慶福、華中科技大學盧興在國際頂級期刊Nature Synthesis發表題為《Low-symmetry coordination cages enable recognition specificity and selective enrichment of higher fullerene isomers》的研究論文，郭小青、余鵬威為論文共同第一作者，孫慶福、盧興為論文共同通訊作者。

孫慶福，中國科學院福建物質結構研究所研究員，國家杰青（2018）。1983年出生，2005年本科畢業于聊城大學，2008年碩士畢業于中國人民大學，2011年獲得日本東京大學博士學位。2011-2013年先后在東京大學、加州大學伯克利分?；瘜W系及勞倫斯伯克利國家實驗室從事博士后研究，2013年入職福建物質結構研究所，任結構化學國家重點實驗室課題組長、研究員、博士生導師。

其研究領域包括超分子化學，溶液配位化學，結構化學。

盧興，華中科技大學材料科學與工程學院教授，國家杰青（2019），第七屆日本富勒烯學會“大澤賞”（2011，最高獎，迄今唯一獲獎中國人）。

1998年本科畢業于廈門大學，導師為張藩賢教授；2001年碩士畢業于中國科學院長春應用化學研究所，導師：牛春吉研究員，倪嘉纘院士；2004年博士畢業于北京大學，導師：顧鎮南教授。2004-2006年在日本名古屋大學擔任Centre of Excellence研究員，合作教授：今榮東洋子（IMAE Toyoko）；2006-2012年在日本筑波大學歷任COE研究員、博士研究員、教授級研究員，合作教授：赤阪 ?。ˋKASAKA Takeshi）；2011年以教授一職加盟華中科技大學。

其研究方向為1.無機非金屬團簇材料、晶體工程與非經典配位化學，2.新型碳結構材料在新能源及生物醫學中的應用，3.新型碳基材料的理性設計與宏量生產技術開發。

在這里，作者報告了兩種偽立方金屬有機籠，T和S₄，具有不同的空腔微環境，表現出對更高富勒烯異構體的識別特異性。

與籠T相比，由于精確的形狀匹配減少了客體旋轉，封裝橢圓體D₂–C₇₆客體時出現了從S₄到C₂的對稱性轉變。此外，低對稱性籠S₄在區分密切相關的異構體（例如一對C_2v對稱C₇₈異構體）方面表現出卓越的靈敏度，并顯示出選擇性富集高級富勒烯的前景。

降低對稱性的方法使金屬有機籠成為封裝和識別更廣泛的富勒烯異構體的有希望的候選者，與生物系統中觀察到的特異性相似。

圖1：通過超分子宿主識別各種富勒烯異構體

圖2：高對稱性組裝體的合成與表征

圖3：低對稱性組裝體的合成與表征

圖4：組裝體的固態結構

圖5：T-和S₄對稱性籠的識別敏感性比較

圖6：使用T-和S₄對稱性籠識別C_2v對稱C₇₈異構體

綜上，作者研究了兩種偽立方體金屬-有機籠（T和S₄），它們具有不同的空腔微環境，能夠識別特異性和選擇性富集高階富勒烯異構體。研究發現，低對稱性籠S₄在區分密切相關的C_2v對稱C₇₈異構體時表現出異常的靈敏，為高階富勒烯的選擇性富集提供了新的可能性。

這項研究開發了一種通過降低對稱性來提高對富勒烯異構體識別和分離能力的新策略，這對于富勒烯的提純、手性富勒烯的識別以及在光電材料、生物醫學和催化等領域的應用具有重要意義。

Guo, XQ., Yu, P., Zhou, LP.et al.?Low-symmetry coordination cages enable recognition specificity and selective enrichment of higher fullerene isomers.?Nat. Synth?(2025).

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