博洛尼亚大学Alberto Credi教授领导的团队利用光化学（即光诱导）反应和自组装过程的巧妙结合，成功地将丝状分子插入环状分子的腔中，这是热力学平衡下不可能实现的高能几何结构。换句话说，光使得分子间的“契合”成为可能，否则这种契合是不可能实现的。

“我们已经证明，通过对水溶液施加光能，分子自组装反应可以阻止达到热力学最小值，从而导致产物分布与平衡时观察到的不一致，”Alberto Credi说。

“这种行为是生物体许多功能的根本，但在人工分子中却很少被探索，因为它很难计划和观察。”我们方法的简单性和多功能性，再加上可见光，即。“阳光是一种清洁和可持续的能源，使我们能够预见到各个技术和医学领域的发展。”

这项研究发表在《化学》杂志上

分子组分的自组装以获得具有纳米尺度结构的系统和材料是纳米技术的基本过程之一。它利用分子演化的趋势达到热力学平衡状态，即能量最小的状态。

然而，生物的功能是通过化学转变来实现的，这种转变发生在热力学平衡之外，只能通过提供外部能量来实现。

用人工系统再现这样的机制是一项复杂而雄心勃勃的挑战，如果能够实现，可能会创造出能够对刺激做出反应并与环境相互作用的新物质，这些新物质可用于开发，例如，智能药物和活性材料。

分子匹配

联锁成分是环糊精和偶氮苯衍生物，环糊精是一种截锥形的空心水溶性分子，偶氮苯衍生物是一种在光的作用下改变形状的分子。在水中，这些组分之间的相互作用导致超分子复合物的形成，其中丝状偶氮苯被插入环糊精腔中。

在本研究中，丝状化合物具有两个不同的末端；由于环糊精的两个边缘也不同，将前者插入后者会产生两种不同的配合物，这两种配合物的相对取向不同。

配合物A比配合物B更稳定，但后者的形成速度比前者快。在没有光的情况下，只有热力学上有利的配合物，即A，在平衡状态下被观察到。

通过可见光照射该溶液，偶氮苯从类似于环糊精的扩展构型变为与空腔不相容的弯曲构型；结果，络合物解离。然而，同样的光可以将偶氮苯从弯曲形式转化为扩展形式，并且解离的组分可以重新组装。

由于复合体B的形成速度比A快得多，在连续光照下，复合体B为主导产物，达到稳定状态。一旦关灯，偶氮苯就会慢慢地恢复到扩展形式，一段时间后只观察到A络合物。

这种自组装机制与光化学反应相结合，使得利用光能积累不稳定产物成为可能，从而为化学合成的新方法和动态分子材料和设备（例如纳米马达）的发展铺平了道路，这些材料和设备在非平衡条件下运行，类似于生物。

这项研究是母校西班牙Coruña大学工业化学系“Toso Montanari”、化学系“Ciamician”和农业与食品科学与技术系以及博洛尼亚Isof-Cnr研究所合作的结果。