近日，我院洪文晶、白杰与化学化工学院唐淳团队在单分子离子电子学领域取得重要进展，相关成果以“Unveiling the Dynamic Ionic Interactions at the Single-Molecule Resolution”为题发表于Journal of the American Chemical Society期刊上（J. Am. Chem. Soc. 2026, 10.1021/jacs.5c22975）。
离子相互作用广泛存在于化学、材料和生命体系中，是分子组装、离子通道和功能材料构筑中的基本作用力。近年来，如何在单分子尺度理解离子与电子输运之间的关系，成为分子电子学和超分子材料领域的重要科学问题。白杰副教授团队长期关注离子参与的单分子电子输运过程，前期工作已表明，离子可通过超分子作用调控分子结中的量子干涉效应，证明离子能够作为有效调控单元影响单分子电子输运行为（CCS Chem. 2025, 10.31635/ccschem.025.202506459）。
在此基础上，团队进一步提出：离子是否不仅能够“调控”电子输运，甚至能够通过离子相互作用本身“参与”电子传输？围绕这一问题，研究团队设计合成了末端带有铵盐基团的离子化合物 MPM-X（X = Cl、Br、I），利用卤素阴离子桥联两个苄基铵阳离子，构筑由离子相互作用主导的超分子结。研究表明，离子相互作用不仅能够稳定分子结结构，而且可以作为媲美共价键的高效电子输运通路。进一步，研究团队发现该离子输运通路具有显著的动态可调性。通过改变组装温度，离子桥联二聚体可由伸展构型转变为折叠构型，从而缩短输运距离并提升分子结电导；通过改变阴离子半径，离子相互作用与范德华作用、离子-π作用之间的协同关系可被进一步调节。特别是较大半径的 I⁻ 可增强非共价相互作用，使体系在室温下即形成更紧凑的折叠构型，并表现出更高的电导响应。该体系实现了超过一个数量级的电导调控，并可在亚纳米尺度上调节电子输运距离。
该研究将离子在单分子电子学中的角色从“外部调控因子”拓展为“电子输运通路的组成单元”，证明离子相互作用不仅能够调控分子结电输运特性，也能够直接介导电子传输。这一发现为发展基于离子相互作用的“单分子离子电子学”提供了新的实验基础，也为构筑可调控、可重构的分子电子器件和超分子电子材料提供了新思路。
该研究工作在我院洪文晶教授、白杰副教授以及化学化工学院唐淳教授的指导下完成，化学化工学院原博士后李紫芹（现为嘉庚创新实验室副研究员）、原博士后陈力川（现为南开大学电子信息与光学工程学院副研究员）及化学化工学院硕士生易洋为论文共同第一作者，材料学院硕士生李子涵与孙华骋参与了研究工作。该研究得到了国家自然科学基金（22325303、22305199、22250003）和新一代人工智能国家科技重大专项（2025ZD0122704）的资助。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c22975
