作者亚当·多芬，卡内基梅隆大学化学工程系 原子尺度上手征金属表面的两个不可叠加的镜像
作者:安德鲁·盖勒曼教授 20世纪60年代，镇静剂沙利度胺作为市场上唯一的非巴比妥酸盐非处方助眠剂而广受欢迎
当医生开始注意到它也有助于减轻孕妇的孕吐时，许多人开始向患者推荐这种非标签用途
随之而来的是全球范围内出生的患有恐惧症的儿童数量激增——四肢缩短或缺失
医生建议母亲服用沙利度胺的儿童
沙利度胺本来是一种无害的化合物，那么是什么导致它有如此有害的副作用呢？答案在于手性的性质
很像一双手，一些分子以两种结构存在，称为对映异构体，它们是彼此可区分的镜像
这些被称为手性分子
这些手性分子经常构成许多重要药物的基础
但是当合成这些药物分子时——如沙利度胺、布洛芬、青霉素等药物——很难知道你会得到哪只“手”，因此制造商最终得到的是两种对映异构体混合的分子批次
与这些合成手性分子相反，构成地球上生命的分子是同手性的，这意味着所有的糖、脱氧核糖核酸、氨基酸和蛋白质都只以它们两种对映体形式中的一种存在
问题就在这里:当制造手性药物时没有考虑它们的“手性”，一种对映异构体可能是治疗性的，而另一种是毒性的
因此，制药商对能够批量生产这些手性分子并将一只手与另一只手分开有既得利益
在大多数情况下，这是通过用单一对映体的手性分子创造一个表面来实现的
当你通过其他手性分子时，同手性表面分子会抓住那些相反的对映异构体，将它们捕获在表面上，只允许所需对映异构体的分子成功通过
这样，它们只剩下单一对映异构体的分子，可以用于药物而不会有毒性风险
虽然许多公司已经设法为此目的创造了他们自己的人工手性表面，但是妮莎·舒克拉和安德鲁·盖尔曼已经开发了许多新的、更简单的方法来制造天然手性金属表面，正如他们在《自然材料》上发表的观点“用于对映选择性过程的手性金属表面”中概述的那样
“在我们最初的工作之前，没有人知道金属表面可能有本质上是手性的结构，”化学工程教授盖尔曼说
“但这一发现可以为对映体选择性手性化学提供新的方法，从而为获得对映体纯的手性药物开辟新的途径
" 盖尔曼认为，实际应用中的大多数手性表面是由非手性材料制成的，然后用对映体纯的手性吸附质处理或修饰，使它们具有手性，因此可用于手性分离
但这项新的研究首次表明，有许多方法可以制备无机材料，特别是金属，它们本来就具有手性，这意味着它们不需要用这些手性吸附质来处理就能发挥作用
“这些手性无机材料比传统使用的有机材料更有效，”工程研究加速器的主要系统科学家舒克拉说，“因为它们可以在更高的温度和手性有机材料分解的条件下保持它们的手性结构。”
" 但是就像任何商业流程一样，为了可行，它必须是可扩展的
通过对这些固有手性表面的研究和对该领域最新发展的分析，盖勒曼和舒克拉已经表明，这些高表面积、对映体纯表面的可扩展制造是可能的
在他们的研究中，他们概述了许多开发它们的潜在方法——从生长手性金属膜，到用手性图案压印表面，到开发手性纳米粒子
他们甚至提出了将手性表面取向压印到纹理基底上的可能性，尽管这需要进一步的研究
“这些方法中的每一种都有潜力将手性金属表面的完全可扩展制造带到许多行业，包括制药、农用化学品和其他行业，”盖勒曼说
“哪种方法最有效最终取决于特定行业面临的问题以及制造商希望控制的特定手性化学
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