一 分子导线

1991 年，英国学者 N.Boden 等人提出利用盘状液晶

（discoticliquidcrystals）作分子导线（molecular wires）。例如三亚苯基环类（Triphenylene rings）盘状液晶（见图 1）：

如图 1 所示，在六取代三亚苯基环类分子结构中，3 个亚苯基外侧均由具有良好绝缘性能的脂肪链所环绕；又由于盘状液晶分子在外电场作用下有着特殊的分子排列[见图 1（c）]，Boden 等人设想，如果将少量具有缺电子空轨道的分子掺入到盘状液晶分子中，使具有共轭体系的三亚苯基环中心出现正电性空穴，再沿三亚苯基环中心轴线方向施加一定的电压，环内电子就可作定向移动。这一设想与无机半导体导电原理是极为相似的。

1992 年，美国科学家报道了阳离子传导隧道（Cation-conducting channel）的研制工作。离子传导隧道是以套索醚（lariat ether）为基

① 刊于 1994 年第 9 卷第 6 期第 8 页

本单元，通过分子内聚力作用而形成的超分子系统。众所周知，冠醚对一些金属离子具有络合作用。但是，由于络合作用只限于二维平面，对所络合的金属离子缺乏足够的裹携力。迈阿密大学的 G.W.Gokel 教授在他们的研究工作中，为了得到具有三维络合作用的穴状分子，他们设计并合成出一系列具有“胳膊”的冠醚，由于其形状酷似美国西部用来捕捉动物的套索，故命名为套索醚，其络合作用见图 2。当若干个套索醚通过“胳膊”相互连接在一起时，就形成了环环相串的离子传导隧道（见图 3）。虽然这种构思巧妙的离子传导隧道已经制备成功，但其性质及传导功能尚待深入研究。

而以核酸作传导体的研究，则是笔者于 1991—1992 年度在英国所做的工作。首先设想以脱氧核糖核酸作导线，再使其两端分别连接具有共轭体系的有机分子作为能量接受端和能量释放端，从而使能量借助于脱氧核糖核酸得以传导（见图 4）。

笔者认为，这是一条很有应用前景的“分子导线”。因为核酸在激发态下具有良好的能量传导性；与其他具有导电性能的多聚炔烃相比， 核酸体系相对要稳定一些。事实上，具有非凡思维功能的、目前任何超级电子计算机不可比拟的人脑，其信息存储与传递的基本“元件”，就是由核酸构成的。此外，核酸合成已经实现自动化，设计和合成具有特定功能的复杂分子体系已不再是幻想。故有理由认为，将来模拟人脑的电脑，其信息存储与传导体系将主要由核酸构成。