曾华强沈杰团队在高选择性人工Li⁺通道构建方面取得新突破

近日，我院曾华强教授/沈杰研究员团队在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上在线发表了题为“A Rigid Molecular Triangle as an Ultrafast and Highly Selective Transmembrane Li⁺ Channel”的原创性研究成果。该研究构建了一种基于均苯四甲酸二酰亚胺（PMDI）的刚性分子三角形人工Li⁺通道，实现了Li⁺的高效、高选择性跨膜传输，并突破了现有人工Li⁺通道的选择性纪录。

锂离子在能源与生物医学领域具有重要价值，既是锂电池和电动汽车等能源技术的关键载体，也是治疗双相情感障碍等精神疾病的一线药物。然而，由于自然界尚未发现专一性的Li⁺通道，实现Li⁺的高效、高选择性跨膜传输仍是人工离子通道研究中的难题。针对这一难题，作者设计并构建了一种基于刚性、C₃对称均苯四甲酰亚胺（PMDI）分子三角形的单分子人工Li⁺通道，其2.2 nm高的预组织芳香孔道具有富电的羰基氧，可为Li⁺提供优异的配位环境。单通道实验显示，该体系的Li⁺电导达到57.4 pS，并表现出优异的Li⁺选择性，Li⁺/Na⁺和Li⁺/K⁺选择性比分别达到50.1和171.4，是迄今为止报道的最高值。该工作为发展高性能Li⁺选择性分离膜、锂资源提取体系及面向生物医学的靶向Li⁺递送平台提供了新的分子设计思路。

福州大学化学学院沈杰研究员、钟羽武教授和南开大学化学学院蔡康研究员为通讯作者，福州大学化学学院2023级硕士研究生罗明菊和南开大学2022级博士研究生郭思丹为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金、福建省“雏鹰计划”青年拔尖人才项目和福州大学启动基金的资助。

论文信息：Mingju Luo⁺, Si-Dan Guo⁺, Junhao Zhang, Wenju Chang, Dong-Sheng Guo, Yu-Wu Zhong,* Kang Cai,* Jie Shen,* and Huaqiang Zeng. A Rigid Molecular Triangle as an Ultrafast and Highly Selective Transmembrane Li⁺ Channel. Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e8622158. DOI: 10.1002/anie.8622158