盡管一對對映體具有相同的結構，然而將它們應用于生物體時，卻往往表現出不同的生物活性。一個典型的例子是著名的“反應停”事件，右手構型的沙利度胺能夠抑制妊娠反應，而左手構型的沙利度胺卻在短短四年內導致了數萬名畸形胎兒的出生。這不僅表明了手性分子對于醫藥化工等領域的重要作用，也對發展手性分子識別技術，進而控制單一手性分子的合成提出了迫切需求。
本文綜述了三維及二維無機晶體材料中的結構手性與電子手性，并概述了構建無機手性晶體的主要方法，包括物理光刻法、濕化學法、自組裝法和手性印跡法。此外，文章回顧了無機晶體在光學活性、對映體識別與手性傳感、選擇性吸附與對映體分離、不對稱合成與催化以及手性誘導的自旋極化等領域的應用潛力，并討論了該領域面臨的挑戰與機遇。從晶體學的角度，材料的手性源于其幾何結構或空間群對稱性的破壞，從而在結構上賦予晶體手性特征。除結構手性外，手性概念亦擴展至電子層面。電子自旋，作為其本征屬性之一，與動量的耦合關系引入了手性電子態與物性，從而使得基于無機晶體的手性化學反應成為可能。無機晶體中結構手性與電子手性的相互作用提供了獨特的電子態與性質，對電、光、磁等外部刺激有顯著響應，并在電子至微米尺度展現多級手性協同作用。更為重要的是，無機晶體易于從反應產物中分離，具有較高的生物安全性和環境穩定性，因此在化學和生物化學等領域顯示出顯著的優勢和廣泛的應用潛力。
盡管無機手性晶體在多個領域展示了廣泛的應用潛力，但實現其高效應用的全面潛能仍面臨諸多挑戰，如結構手性與電子手性之間的相互作用機制，以及圓偏振光如何影響手性電子態的細致理解。本文旨在為手性光電子器件和催化材料的設計提供理論參考，并有望激發基于無機手性晶體的生命起源研究。
Yudi Zhang,?Dr. Yuzhe Ma,?Wen Sun,?Prof. Wei Li,?Prof. Guowei Li
Chemistry – A European Journal?
DOI:?10.1002/chem.202400436
