导电聚苯胺是目前研究比较深入的一种功能材料，其手性纳米结构的在手性催化、手性传感、对映体选择性分离和手性电子器件等领域具有潜在的应用价值。导电聚苯胺手性纳米结构一般是在手性掺杂酸或螺旋蛋白模板的诱导下通过化学氧化苯胺单体制备，这种材料的无手性构筑目前仍是一大挑战。在无手性体系制备导电聚苯胺手性纳米结构，不仅有助于发展多功能手性材料的构筑新方法，而且有利于研究手性的起源，因而具有十分重要的研究价值和科学意义。

不久前，扬州大学胶体与界面课题组在无手性异丙醇/水混合溶剂中通过苯胺的化学氧化制备了低聚苯胺手性螺旋纳米带，通过调节混合溶剂中醇的含量可获得单手性纳米带。单手性低聚苯胺手性螺旋纳米带可用于氨基酸对映体的手性分离，对苯丙氨酸对映体分离效果可达58% ee（J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 9417–9425）。

图1. 低聚苯胺螺旋纳米带的组装及对苯丙氨酸的手性拆分

为进一步提高共轭分子的分子量和优化手性纳米结构，近期，该课题组通过将低浓度无机酸引入到反应体系中，在无 手性的HCl/异丙醇/水混合溶液中通过苯胺的化学氧化构筑了具备复杂手性纳米结构的导电聚苯胺螺旋纳米管。基于实验结果，提出了螺旋纳米管的形成机理：以反应初期产生的低聚苯胺螺旋纳米带为模板，通过溶液中低聚苯胺链增长为聚合物、聚合物吸附在纳米带表面形成壳层、组成纳米带的低聚物再溶解等过程，逐步实现了聚苯胺螺旋纳米管的形成，得到的聚苯胺螺旋纳米管具有较大的比表面积和良好的环境稳定性。研究发现，合适浓度的无机酸确保了聚苯胺的产生和中空结构的形成。与低聚苯胺手性螺旋纳米带的调控类似，通过调节混合溶剂中醇的含量可获得单手性聚苯胺螺旋纳米管。单手性聚苯胺螺旋纳米管可用于氨基酸的多次循环手性拆分，与低聚苯胺螺旋纳米带相比，聚苯胺螺旋纳米管对多种氨基酸表现出更好的手性拆分效果。

图2. 聚苯胺螺旋纳米管的形成示意图、电镜照片及其对氨基酸的手性拆分

这一研究成果近期发表在ACS Nano上，扬州大学化学化工学院郭荣教授和韩杰教授为该文的共同通讯作者，扬州大学测试中心周传强副研究员为该文的第一作者，研究生任园园、徐倩倩参与了相关实验工作。该项研究得到了国家自然科学基金委、江苏高校优势学科建设工程项目的资助。