2022年7月，我们关于构筑非共轭分子σ-σ堆积超分子结的工作，以“σ-σ Stacked supramolecular junctions”为题发表在国际学术期刊Nature Chemistry上。
01论文简述
分子间的相互作用，是化学、材料、生物、医学等相关学科研究中的一个重要的基本问题。
对于两个相互靠近的共轭分子，已经有很多的实验证据证明它们可以通过π电子云之间的相互作用发生分子间的堆积，为电子在分子间的传输提供一条有效的路径。然而，对于缺少π电子的非共轭分子体系，两个分子之间是否能够通过σ电子云的相互作用而发生堆积，则长期缺乏直接的实验证据。
我们利用单分子电学表征技术，精确控制纳米间隙，在两个金属电极之间成功构筑了单个非共轭的环己烷超分子结构。实验证明，电子可以经由两个环己烷分子之间的σ-σ堆积作用进行传输，其电子传输能力与两个共轭苯环间π-π堆积作用的电子传输能力相当。我们进一步将研究对象拓展至金刚烷体系，发现其具有与环己烷堆积相似的电输运性质，表明σ-σ堆积作用具有普适意义。
该研究工作是非共轭分子之间存在σ-σ堆积作用的第一个直接实验证据，同时也为利用非共轭分子制备超分子器件和增加材料结构的多样性开辟了一条新的途径。
图1 论文TOC：左侧为非共轭环己烷分子构筑的σ-σ堆积超分子结构型示意图，右侧为共轭苯环构筑的π-π堆积超分子结构型示意图。
该工作投稿于2021年7月，加上首次投稿，一共三轮返修。从第一轮几十个问题，到第二轮十几个问题，到最后接收，历时一年。返修过程虽然漫长，但确实能够慢慢看到，自己的论文质量在解决审稿人提出的问题的同时在逐渐提升，总体比较顺利，最终在2022年7月被接收。
对于论文能被顺利接收，我们有以下几点感想：
首先，这个课题的产生有一定的偶然性，回想当时正在做纳米银团簇的课题，课题进展过程中为了验证一些结论就设计了很多对照实验，其中就涉及到了环己烷硫醇分子，电导测试结果中居然有信号。第一反应肯定是怀疑的，于是出于好奇就进行了多次验证，包括在不同溶剂，浓度等条件下的实验，发现依然有相同的电导信号。此时，隐约记得在某个文献有提到环己烷分子之间也会存在类似苯环间π-π堆积那种明显的相互作用。于是就顺着这个细节去调研文献，虽然调研的过程很不容易，但最终还是找到了需要的证据，这也给了我们信心正式地开展这个课题。所以，实验过程中认真细致，观察细节，也许会带来新的灵感。
大量阅读文献不仅能够帮助我们寻找有意义的，合适的课题，还能启发我们新的思考。除了知道多读文献之外，知道怎么读文献，去获得对自己有用的信息更为重要。印象最深刻的一件事是，在回复审稿意见的时候，审稿人给了一大堆的参考文献, 想试图质疑我们工作的创新性。我当时反反复复读了很多遍，也总结了一堆我们和前人工作的不同之处，但总觉得差点关键的论据。后面在和洪老师讨论完以后，洪老师马上指出了前人论文中有个细节，即非共轭饱和烷烃分子链间的电导衰减约为5-10个σ键，而我们工作中通过σ-σ堆积作用产生的电导衰减则与单个σ键电导衰减相当。这个论据也成为说服审稿人的重要因素。看似微不足道的一个细节，我曾经也读到过很多遍，但是却没有在思维网络里面把它编织进去，而只是作为一个孤立的知识点存在，所以当和洪老师讨论完以后才恍然大悟。所以学会阅读文献，并将掌握的知识编织成一张有体系的网是非常重要的。
认真回复每一条审稿意见非常重要, 能用数据说话的时候一定要去做实验，与其挣扎着写一堆无关痛痒的论述，不如摆出明明白白的实验证据，审稿人的认可度会高很多。另外，撰写审稿意见的时候也需要很规范，这不仅是对审稿人的尊重，另一方面，规范的回复能让我们容易检查出回答的逻辑是否清晰，回答的内容是否全面。杨老师在帮助修改回复稿的时候就非常强调和注重这个问题，因此让我们近百页的回复稿，虽然内容复杂但读起来流畅有条理。这也是让审稿人在每一轮修改后都更正面的对待我们论文的重要因素。
最后，感谢Pi-Lab为我们提供优秀的科研平台，感谢洪文晶老师、杨扬老师，师佳老师以及刘俊扬老师的指导和帮助，感谢所有Pi-Lab小伙伴。衷心地祝愿课题组越来越好！
相关论文：
[1] Feng, Anni#; Zhou, Yu#; Mohammed, A.Y. Al-Shebami; Chen, Lichuan; Pan, Zhichao; Xu, Wei; Zhao, Shiqiang; Zeng, Biaofeng; Xiao, Zongyuan; Yang, Yang*; Hong, Wenjing*, σ-σ stacked supramolecular junctions. Nature Chemistry, 2022, DOI: 10.1038/s41557-022-01003-1
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41557-022-01003-1
厦门大学化学化工学院新闻链接：
https://chem.xmu.edu.cn/info/1274/15594.htm
撰稿人：冯安妮
2019级博士后
主要研究方向：分子电子学
校稿人：周彧
2019级博士研究生
主要研究方向：分子电子学，电场化学
