传感小组心得分享
胡勇、李进、周彧、石杰的《Angew. Chem. Int. Ed.》投稿心得
2021年7月,我们利用单个动态共价化学键构建了分子尺度下的刺激性响应电子器件,相关研究成果以“Single dynamic covalent bond tailored responsive molecular junctions”为题发表于国际学术期刊Angewandte Chemie International Edition上。
刺激性响应分子器件可以动态地感知外界环境的变化,从而提供一种有效的方法来模拟自然和生理过程,在器件小型化、环境感知和智能芯片方面有着广阔的应用前景。但是,目前多数分子器件受限于响应性、稳定性和可逆性等问题。我们通过引入“动态共价化学”的概念,以典型的动态共价酰腙键作为分子骨架构筑单分子电路,在外界酸、碱、光、热刺激下,实现了三重电导态的多刺激性响应和可逆切换。该工作对于在单分子尺度上设计纳米机器和智能芯片具有重大潜力。详细内容可参阅Angew. Chem. :动态共价化学键构建的刺激性响应分子器件 (https://mp.weixin.qq.com/s/WEJ6bsuIbp4p7ndvCtpI7A)。

图1. 利用扫描隧道显微裂结(STM-BJ)技术构筑三重电导态切换的刺激性响应分子器件
该工作的投稿过程是比较顺利的,5.18投稿→5.25送审→6.11大修→7.2返修→7.12接收,从投稿到接收不到两个月时间,其顺利程度超出了我们的预期。关于该工作发表的经验和感想,我们认为最重要的是以下3点:
1.组内合作。这篇论文四个共同作者都是我们课题组成员,我主要负责单分子电学表征测试和论文撰写;李进博士后(目前在上海交通大学进行博士后研究)负责分子的合成和表征;博士生周彧负责理论模拟与计算;硕士生石杰负责利用镓铟合金电极技术表征单分子层器件的响应性。这样的组内合作不仅拓宽了我们的研究思维,也让沟通变的非常便捷和高效。
2.研究思路。最开始我们的研究思路是从分子开关的角度撰写论文。然而,洪老师一针见血地指出我们的分子开关比并没有显著的优势。于是我们把前言部分全部删掉重写;从多刺激性响应分子器件切入,突出我们体系的多重电导态优势,审稿人也肯定了我们课题的创新性和意义。从多个角度阐述研究内容,抓住核心的“卖点”,是我们在写这篇论文时的最大收获。
3.回复审稿意见。在这个工作中我们还构筑了一个单分子层响应器件。但是我们都忽略了单分子层器件的表征。两个审稿人都强烈建议我们补充单分子层的表征实验。因此,我们对单分子层进行了非常全面的表征,包括AFM、XPS、AR-XPS以及Raman光谱。这里要感谢浙江大学的陈洪亮教授和组里的唐淳博士(目前在西北大学诺奖得主J. Fraser Stoddart组进行博士后研究)对单分子层表征上的指导和建议。我们最大的感触就是对于审稿人的意见一定要逐条回复,不要觉得有些问题不好回答,就侥幸跳过;能补的实验一定要补,不要认为理所当然,就引用文献敷衍了事。

图2. 论文作者合照:从左至右,周彧(2019级博士)、胡勇(博士后)、石杰(2019级硕士)
最后,感谢Pi-Lab为我们提供的科研平台,感谢洪文晶老师、杨扬老师、师佳老师、刘俊扬老师给与的指导和帮助,感谢已经毕业的硕士生宋沆(目前在Entegris做研发工程师)和李国鹏(目前在南方科技大学读博)对实验的贡献。同时,也衷心地祝愿Pi-Lab越来越好。
论文连接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202106666