武科大網訊 近日，我校核磁共振與分子科學交叉研究院/化學與化工學院教授劉志強、鄭安民團隊與中科院大連化物所、福州大學合作，在《Nature Communications》發表了題為“Asymmetric rotations slow down diffusion under confinement”的論文（DOI:10.1038/s41467-025-57242-6）。該研究發現了分子篩限域空間存在弱相互作用的小分子運動慢的反常擴散現象，闡明了限域空間非對稱旋轉抑制擴散的微觀機制，為多孔材料分離領域提供了重要的理論指導。論文通訊作者為劉志強，侯廣進、葉茂、劉福建和鄭安民教授，我校為論文第一單位。

平動與轉動作為擴散過程中兩種最基本的運動形式，其在限域空間內是否存在耦合效應長期以來是學術界爭論的焦點問題。該研究團隊在分子篩孔道中觀察到一個反常的擴散現象：尺寸較小的非對稱性分子反而表現出比尺寸較大的對稱性分子更慢的擴散速率。通過結合自主開發的隨機行走聚類算法與自由能計算，研究首次揭示了分子在限域空間中的非對稱相互作用會誘導產生非對稱旋轉，而這種旋轉行為會顯著增加擴散過程中的局部停留時間，從而抑制分子的平動擴散。研究團隊與國內外合作者密切協作，分別采用擴散相關的吸附速率法、準彈性中子散射和核磁共振實驗等多維度實驗手段，成功驗證了理論預測結果，為這一科學問題的解決提供了堅實的實驗依據。

該研究創新性地從分子對稱性這一全新理論視角切入，不僅揭示了非對稱旋轉對擴散行為的抑制機制，更重要的是建立了一種研究限域擴散過程中平動-轉動耦合效應的全新研究范式。

值得一提的是，本文的第一作者兼通訊作者劉志強為我校新引進的優秀青年人才。該教師學術成果突出，先后主持湖北省杰出青年基金項目和基金委面上項目、榮獲湖北省“青年拔尖人才”、湖北省博士后“先鋒人才”、湖北省化學化工“先進青年工作者”等多項人才稱號，充分彰顯了我校在人才引進和培養方面取得的顯著成效。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-57242-6