近日，我院張愛清教授團隊與藥學院雷新響教授團隊合作，報道了一種二維層狀材料Ti3C2Tx MXene LC作為定向介質用于有機分子的殘留偶極耦合測量，相關成果以 “Ti3C2Tx MXene Liquid Crystal: Access to Create Background-Free and Easy-Made Alignment Medium” 為題，發表在《ACS Nano》( DOI: 10.1021/acsnano.1c09512) 雜志上。秦四勇副教授為本論文通訊作者，雷新響教授為本論文的共同通訊作者。
核磁共振的各向異性參數中的分子殘留四極耦合（RQC）和殘留偶極耦合（RDC）對有機分子構型及優勢構象的解析具有獨特的應用優勢。而運用核磁共振波譜（NMR）技術測定各向異性核磁參數時，通常需要引入定向介質來為待測分子創建各向異性的環境，從而使待測分子產生適度的定向性質。因此，制備性能優異的定向介質對獲取有機分子各向異性參數具有重要意義。
基于已有定向介質的制備過程繁瑣，存在背景干擾等問題，目前亟需開發出性能更加優異的定向介質用于有機分子結構鑒定。本研究工作實驗證實MXene LC具備作為定向介質提取RDC值的潛能，進一步選擇脯氨酸及蔗糖兩種有機分子作為模型，考查了二維層狀材料MXene對其定向性能，兩種分子均獲得了準確的RDCs值。同時本研究工作發現MXene LC相比于以往定向介質具備的明顯優勢：（1）MXene LC沒有背景信號，因此可以獲取清晰并且只含有待測分子的NMR光譜，進而在沒有任何干擾的情況下測定準確的RDCs值；（2）MXene LC介質通過冷凍干燥后可以以水分散體和固態儲存。凍干得到的MXene LC介質可以通過再分散恢復原來的取向性能，因此可以長期保存同時對其定向能力進行精準定量；（3）MXene LC作為定向介質具有較低的臨界濃度，同時其固有低粘度有利于獲得高質量的NMR光譜；（4）MXene LC定向介質制備簡單且可大規模生產和儲存，有望以低成本商業化，為有機實驗室或天然產物化學家使用RDC作為結構解析的常規測量提供便利，同時為有機分子及天然產物的殘留偶極耦合測定提供了新方案，具有廣闊的應用前景。
文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09512
