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“实验中 ， 担任论文第一作者的博士生张弛 ， 遇到了不少小‘事故’ 。 在制备和测试样品的过程中 ， 使用气枪时不小心吹掉了样品 ， 摔在地上成了三瓣 。 当时已经是最后一个循环 ， 她真的是跪在地上一边哭一边找 。 但是失误就是失误 ， 尽管再后悔也无法挽回 ， 只有调整心情重新来过 。 正是这些过程让她认识到 ， 实验一定要细心谨慎 。 如果无法挽回 ， 也不要再为打翻的牛奶哭泣 ， 重整心情、吸取教训 ， 走好以后的路 。 ”这个故事 ， 发生在几个月前武汉大学物理科学与技术学院丁涛教授的课题组中 。
庆幸的是 ， 最终论文被 Science 子刊收录 。 2 月 4 日 ， 相关论文以《通过超分子相互作用在经典和量子状态之间切换等离子体纳米间隙》（Switching plasmonic nanogaps between classical and quantum regimes with supramolecular interactions）为题 ， 发表在 Science Advances 上 [1] ， 丁涛担任共同通讯作者 。

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图 | 相关论文（来源：Science Advances）
【武大团队基于超分子相互作用，实现纳米空腔在经典和量子区间的切换。】该研究实现了量子等离激元的可逆调谐 ， 这对于纳米光电子器件、以及量子器件具有非常重要的意义 。 此外 ， 这种可调的等离激元体系还可以用作温度或溶剂传感器 ， 通过监测等离激元共振的位移来粗略辨别溶剂的含量和温度 。
另一方面 ， 该体系可以方便地通过光学手段原位地监测超分子自组装过程 ， 为更深入理解超分子化学提供新的工具 。
审稿专家认为 ， 这种基于光学手段可逆调控量子等离激元的方式系首次实现 ， 为量子光电器件的研发打下了重要基础 。

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巧妙利用一种尺寸在 1 纳米左右的芳香族低聚酰胺折叠体超分子

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丁涛表示 ， 该工作主要涉及到量子等离激元及其调制 。 表面等离激元是受外界光波激发 ， 金属表面的自由电子发生的集体振荡行为 ， 通常具有较高的局域特性 。
当两金属表面之间的距离小于零点几个纳米的时候 ， 表面振荡的电子（电荷）由于量子遂穿效应 ， 可以穿过它们之间绝缘层的位势垒 ， 从而在整体上表现出一种导电的空腔 。
这种导通状态使得局域的表面电荷减少 ， 等离激元的耦合减弱 ， 在光谱上表现出共振峰的蓝移 。
但是要在亚纳米尺度上实现纳米光场的可逆调控却非常困难 ， 虽然一些“自上而下”的纳米技术可以减小纳米空腔的尺寸到量子隧穿极限 ， 但是空腔形成之后 ， 其大小就相对固定 ， 无法实现可逆调控 。

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（来源：Science Advances）
而“自下而上”的分子自组装技术 ， 如通过葫芦脲等超分子虽然可以达到亚纳米尺度 ， 但由于结构的刚性 ， 无法实现可逆调节 。 DNA 或 DNA 折纸术虽然可以实现动态变化 ， 但是其尺寸往往较大 ， 无法与量子区间适配 。
在该工作中 ， 丁涛及其合作者们巧妙地利用了一种尺寸在 1 纳米左右的芳香族低聚酰胺折叠体超分子 ， 这些分子通过氢键和 π-π 相互作用可以使得超分子的尺寸在 0.5-1 纳米范围内可调 。