交叉方向：手性药物分子刷选、人工仿生神经突触器件
交叉方向：手性药物分子刷选、人工仿生神经突触器件
手性作为物体与其镜像不对称的结构特性，是科学界一个非常重要且广泛的研究领域。在生物医学领域，各种蛋白质大分子药物的手性对映体具有不同的毒性和药理特征，使得手性识别和检测对疾病的诊断和治疗起着非常关键的作用。
手性药物分子刷选指的是对于手性分子进行筛选、鉴定、开发的过程。手性药物是指具有非对称结构的分子，其中一种是非常有效的药物，而另一种则可能无效甚至有毒。因此，确定手性药物的活性立体异构体对于药物研发具有重要意义。
手性药物分子刷选的方法包括生物学方法、化学方法和物理化学方法。生物学方法如细胞试验、动物实验等，可以直接评估药物的活性。化学方法如立体遗传学、立体化学等，可以预测药物的活性。物理化学方法如晶体学、红外光谱等，可以确定药物分子的立体结构。
手性药物分子刷选是药物研发过程中的关键步骤，能够有效地筛选出高活性的立体异构体，提高药物的疗效和安全性，为临床用药奠定基础。
图一、手性药物分子刷选原理图(Banerjee-Ghosh et al., Science 360, 1331–1334 (2018))
手性分子的电荷极化伴随着自旋极化。在每个极的特定自旋取向取决于分子的手性，自旋极化是由分子在手性势中电子再分布的动态过程引起的。
1. 两个自旋是反平行的(低自旋构型)，则底物与分子的相互作用应稳定.
2. 两个自旋是平行的(高自旋构型), 则不稳定.
当磁偶极子指向上时，一个对映体优先吸附，而另一个对映体在相反的磁化方向上吸附得更快。这种相互作用是自旋极化分子与自旋极化基质的磁交换相互作用有关，这为手性分离开辟了一条新的途径。
二维材料人工仿生神经突触器件是一种基于二维材料的人工神经突触器件，它可以模拟生物神经突触的功能，并在电路和机器人等领域中应用。这种器件的研究包括二维材料的制备、表征和性能研究，以及器件的设计和集成。具体来说，研究方向包括：
1. 二维材料的制备：通过各种方法制备出具有高导电性和高透明性的二维材料，如石墨烯、二维碳纳米管等。
2. 二维材料的性能研究：研究二维材料的电学、光学和力学性能，以及其在器件中的应用。
3. 人工神经突触器件的设计和集成：设计和制造具有生物神经突触功能的器件，并将其集成到电路和机器人等系统中。
4. 应用研究：研究二维材料人工仿生神经突触器件在各种应用领域中的性能和效果，如机器人、脑机接口等。
图二、不同光照下基于栅极调控下的MoS2光电晶体管的多级光-神经突触器件原理图(Kim et al, ACS NANO, 10294-10300,2019)