12月15日，纺织纤维及制品教育部重点实验室王栋教授团队在Nature子刊《Nature Communications》发表题为“Chiroptical Isomerization in Chiral Covalent Organic Frameworks with Identical Mesoscopic Helicity”的高水平研究论文（论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-67555-1）。该论文由平台青年教师查新林博士和硕士研究生左梦娟担任共同第一作者，王栋教授与李沐芳教授为共同通讯作者，硕士研究生蒋珍珍亦为论文完成作出了重要贡献，武汉纺织大学为唯一署名单位。
手性是自然界和材料科学中的核心概念，广泛存在于 DNA 双螺旋、蛋白质结构以及功能材料的光学与催化性能中。长期以来，学界普遍认为材料的宏观螺旋手性（如左、右手螺旋）与其圆二色性等手性光学响应之间存在一一对应关系。然而，本研究首次发现，在具有完全相同介观螺旋方向的材料中，仍可表现出相反的手性光学信号。研究团队将这一全新现象定义为“手性光学异构化”，挑战了传统关于螺旋手性与光学响应直接对应的认知。
研究中，王栋教授团队采用超分子转录策略，在手性软模板引导下合成了一系列螺旋状亚胺共价有机聚合物。研究结果表明，在保持螺旋方向完全一致的前提下，仅通过微小的反应条件调控，即可实现材料圆二色性信号由正到负的翻转，甚至实现连续可调。进一步研究表明，这种手性光学异构化并非源于宏观螺旋结构的改变，而是来自亚纳米尺度构筑单元在螺旋骨架内部的不同手性堆积方式，即在整体螺旋方向不变的情况下发生了内部精细结构的“手性重排”。更为重要的是，研究团队进一步利用动态共价化学与单体交换策略，将上述螺旋聚合物成功转化为高度有序的晶态共价有机框架材料。在经历多次共价键断裂与重组的过程中，材料不仅保持了原有的介观螺旋手性，其手性光学异构化特征也被完整继承，即使在同时更换胺类和醛类构筑单元、形成全新骨架结构的情况下，该独特手性行为仍稳定存在。该研究首次在共价有机框架体系中明确证明：手性光学响应并不完全由宏观螺旋结构决定，而对更精细的分子尺度堆积高度敏感，为理解多尺度手性传递机制提供了新的理论框架。
此外，围绕手性功能聚合物的设计与构筑，王栋教授团队持续开展相关研究工作，近年来陆续发表了一系列研究成果（Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202509454; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202316385; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 7759–7769；Adv. Funct. Mater. 2022, 2211956; Nano Res. 2024, 17, 5726–5734）。相关研究在一定程度上加深了对手性结构形成与调控机制的认识，为多功能手性共价有机框架材料的构筑及其在手性光子学、智能传感和先进光学器件等方向的进一步探索提供了研究基础。
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