在自然界中，生命的起源与手性之间的紧密联系引起了科学界的广泛关注。手性在生物活动中发挥着关键作用，直接影响着生物体的多样性。例如许多酶具备手性特性，意味着它们仅能与特定手性的分子发生相互作用，这种特异性对代谢途径及其他生物过程的正常运作至关重要。此外，手性具有多层次特征，体现在亚原子粒子到原子、分子、超分子、聚合物乃至纳米聚集体等层次，手性的多层次表现已吸引了材料科学家的浓厚兴趣。研究人员尝试多种方法，如手性微环境、手性微涡旋、磁场及圆偏振光等，以构建手性聚合物组装体。因此，揭示手性构建机制及手性转移现象可以推动人造生物大分子的合成，还能实现手性识别、不对称催化、信息存储及圆偏振发光等功能。为了模拟自然界中多层次手性的构建和转移过程，研究人员致力于控制手性的在自组装系统中的构建过程。这些系统包括自组装小分子、折叠体、液晶、肽序列、超分子聚合物以及手性聚合物等。因此，开发新的策略、程序和设备，以高效构建手性聚合物组装体，并进一步研发有效的手性光学装置至关重要。
在构建手性聚合物组装体的过程中，溶液自组装和聚合诱导手性自组装（PICSA）是两种主要方法。前者的聚合和组装过程分步进行，而后者则可以同步一锅法进行。此外，传统的溶液自组装方法通常耗时费力，混合溶剂体系的使用使目标手性聚合物的制备过程变得复杂且制备手性聚合物组装体的效率较低。
图1. 溶液自组装和聚合诱导手性自组装
2020年，程笑笑博士和张伟教授等人报道了用于高效制造手性聚合物组装体的新型PICSA技术。大多数活性/可控聚合技术均可应用于PICSA过程中，PICSA技术具有高效、原位、省时省力的优势，能够在高固体浓度（高达50 wt%）下有效制备多种形态的手性聚合物超分子组装体。随着手性聚合物体系领域的发展，深入理解手性转移途径和PICSA体系设计基础的重要性愈发凸显。尽管取得了一些进展，手性高分子体系仍然面临诸多挑战，包括PICSA体系构筑中的大分子结构的适用性有限和聚合溶剂的严格选择。此外，将新工艺或技术转移到工业中对通过PICSA策略制备的手性聚合物来说是一个重大挑战。为此，程笑笑博士和张伟教授总结了通过PICSA策略原位构建、调控、放大和应用不对称超结构的最新进展。
图2. 通过PICSA策略实现不对称超结构的原位构建、调控、放大和应用
尽管 PICSA系统尚处于起步阶段，但最近的报告表明，如果设计得当，PICSA系统有可能成为一种非常有前途的原位调控手性光学活性的方法，这为未来开发新型手性光学材料提供了重要机会。相关文章以“Polymerization-induced Chiral Self-assembly for the In-situ Construction, Modulation, Amplification and Applications of Asymmetric Suprastructures”为题发表于Angew. Chem. Int. Ed. 2024, doi: 10.1002/anie.202414332上。文章的第一作者为程笑笑博士，通讯作者为程笑笑博士和张伟教授。
作者简介：
程笑笑，2017年获得安徽大学的学士学位，2022年在苏州大学朱秀林课题组获得博士学位，指导老师是张伟教授。他的研究兴趣是高分子合成、超分子化学和螺旋聚合物。已发表46篇SCI文章和撰写1本书的章节。
张伟，2001年毕业于安徽大学，获得学士学位。2006年在苏州大学获得博士学位，指导老师是朱秀林教授。随后在日本奈良先端科学技术大学院藤木道也教授的指导下进行博士后研究（2009-2011年），现为苏州大学教授。他目前的研究兴趣是聚合物合成、超分子化学和手性组装。已发表200多篇SCI文章和撰写3本书的章节。
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