武科大网讯 近日，美高梅集团省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室、先进材料与纳米技术研究院常帅教授团队在分子电子学领域取得新突破，两项研究成果分别在国际权威期刊Nano Letters（影响因子11.2）和Small（影响因子13.3）上发表。美高梅集团均为成果第一完成单位和第一完成人。
研究成果“Detecting individual bond switching within amides in a tunneling junction”基于酰胺键成键形式及其变化，可以为理解酰胺的结构特性及其在生命化学中的核心作用提供关键信息。然而，单分子水平上对酰胺键异构化测量尚未见报道。常帅教授团队利用自主设计搭建的单分子识别隧道电流仪，结合密度泛函理论计算，首次实现了单分子水平上酰胺基团的电子传输特性研究。研究发现，酰胺和金表面之间存在两种不同的相互作用状态，即酰胺基团中的C原子和N原子之间的化学键会发生单键与双键切换。该研究为揭示生物分子的结构和反应机理提供了至关重要的指导意义，也为选择性调节单分子内酰胺键提供了可能途径。（https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c01882）
材料与冶金学院博士生黄明柱和上海师范大学周庆海副教授、化工学院梁峰教授为该论文的共同第一作者，常帅教授与上海师范大学肖胜雄教授为论文的共同通讯作者，
研究成果“Developing longer-lived single molecule junctions with a functional flexible electrode”以获得室温下稳定的长寿命分子结为目标，利用自主开发的新型柔性石英管纳米孔电极，系统研究了一系列烷烃分子的电子传输特性。常帅教授团队采用固结法和裂结法均可获得室温下存在数分钟的稳定分子结，与传统方法相比，柔性电极形成分子结的成功率和维持分子结生命周期的都表现出了显著的优势。理论模拟表明，柔性电极外力的有效阻尼效应会产生更加稳定的分子结几何结构。同领域专家认为这一方法，找到了一种使单分子结隔绝于环境振动的方法。此外新型柔性电极具有纳米通道效应，也首次在扫描隧道显微镜系统中观察到了纳米通道内分子的动态流动特性。该研究为使用集成的纳米通道和电极来实现单分子的精确传输和量子隧道探测与识别，开辟了新的机会。（small doi:10.1002/smll.202101911）
材料与冶金学院博士生黄明柱、博士生余蕾为该论文的共同第一作者，常帅教授与美国佛罗里达国际大学Jin He教授为论文的共同通讯作者。
另悉，常帅教授及团队博士生周疆豪参与研究的单分子水平上化学键形成实时观测取得成功，开发了单分子水平上研究化学反应的新技术，为开展相关研究提供了新方案。研究成果“Direct Observation of Amide Bond Formation in a Plasmonic Nanocavity Triggered by Single Nanoparticle Collisions”已在国际权威期刊JACS发表（https://doi.org/10.1021/jacs.1c02426）。
常帅教授2016年3月受聘美高梅集团，并获国家级特殊青年人才计划项目，主要从事扫描探针显微技术和仪器开发，研究新的单分子电导测量技术，用于精准测量不同的分子、研究分子性质；发展与分子相结合的各种纳米器件的分析、应用，可拓展到生物、化学、医疗等相关领域，例如制造新型的生物、化学传感器、可穿戴传感器、精准医疗以及基因测序技术等。团队至今已在Nature Nanotechnology、Journal of the American Chemical Society、Small、Nano Letters 等知名期刊发表高水平研究论文近28篇。“团队建设之初，由于人手不足、大家默契不够、平台搭建进度受阻，个别老师同学产生了消极情绪，常老师鼓励大家不要急，一步一步要走稳，不要被考核、毕业等所牵绊，大家大胆去做，出了问题我负责，五年之内我们必然会取得突出成果!”团队钱功明老师介绍“现在这个五年之约实现了，常老师激励大家说，现在工作基本逐渐走顺了，大家不要松懈，要加快往前走”。（省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室）
