过渡金属氧化物（TMOs）由于其金属与氧的结合方式可以在离子键，共价键以及金属键间自由变化受到了广泛的关注。同时，手性的引入将使TMOs不仅可由对称性破缺效应带来光学活性，而且还引入了特殊的圆二色性。尽管人们已经可以对TMOs进行精确合成，并对该材料的手性来源进行了相关解释，但手性TMOs的整个领域仍处于起步阶段，具有足够的空间用于跨学科的交流和发展。
因此，湖北大学程佳吉团队以及深圳大学贺廷超团队于近期总结了该领域的实验现象和理论计算的最新进展，以阐明其制备过程中的潜在手性来源，从而引发对该领域进一步发展的新见解。
首先，作者通过总结不同手性TMOs的物理内在机制阐述了手性（圆二色性）的主要来源。提出了目前物理模型构建中的问题与潜在探究方向。接着，通过系统列举目前主要的手性TMOs制备方法，如手性构型以及自组装合成，或者手性分子诱导法等，汇总了当前手性TMOs的制备要领以及难点。并结合它们的潜在应用探讨了该领域的发展方向，点明了目前前沿工作的亮点，为有关后续研究指出了发展方向。
这一成果近期发表在Advanced Materials 上，文章的第一作者是湖北大学李以文副教授。该工作得到了广东省自然科学基金以及湖北省人才计划项目等的支持。
Chiral Transition Metal Oxides: Synthesis, Chiral Origins, and Perspectives
Yiwen Li, Xiongbin Wang, Jun Miao, Jiagen Li, Xi Zhu, Rui Chen, Zikang Tang, Ruikun Pan, Tingchao He, Jiaji Cheng
Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.201905585
程佳吉，湖北大学材料系副教授。2015年于法国波尔多大学取得博士学位，2016年至2018年在法国国家科研署凝聚态材料化学研究所工作，2019年1月起就职于湖北大学。
程佳吉博士主要从事手性纳米功能材料及其光电子器件的研究，在该领域发表多篇SCI收录论文，这些论文分别发表在Nature Communications、ACS Nano、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Angewandte Chemie-International Edition、ACS Applied Nano Materials、Materials Chemistry Frontiers 等杂志上。申请并获授权国家发明专利3项。2019获湖北省人才计划等支持。
Q：这项研究最初是什么目的？或者说想法是怎么产生的？
A：如上所述，我们的研究兴趣是研究手性纳米功能材料。而TMOs作为一种物理化学性质特殊的材料则受到了学者们的广泛关注。并且我们的前期工作已经对手性TMOs的合成与表征做过比较深入的光学性能研究（Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 10236；J. Phys. Chem. C, 2018, 122 (26), pp 14857–14864），因此，将该方向进行推广推进一直是我们的研究动力之一。
A：本项研究中最大的挑战是虽然TMOs经历了多年的研究，而手性TMOs的研究却相对较少。因此，我们团队在手性可控合成上的经验积累以及我们在手性光学物理内在机理的知识积累起了至关重要的作用。
此外，这项研究属于交叉学科的研究，其中所涉及到物理，化学，生物等学科的背景知识也是一个难点，因此我们也热切希望有相关领域的研究者一起合作将研究推动到更高的层次。
Q：该研究成果可能有哪些重要的应用？哪些领域的企业或研究机构可能从该成果中获得帮助？
A：事实上，该工作为很多传统生物，光学，化学等应用提供了新的思路，目前我们正加紧探索手性TMOs应用于可分辨的生物医学成像，癌细胞治疗，手性光学设备以及人工智能等的可能性，实现对传统光学材料以及癌症治疗的改革。我们相信这项成果为手性无机纳米材料相关领域的发展提供了新的构思以及新的可能性。
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