电子器件的深入发展对集成化和微型化提出了更高要求，所以科研工作者提出“自下而上”的器件构筑方法，并设计出一系列分子器件模型。最初的单分子电位计是基于直链烷烃骨架和针尖在骨架中不同位点的移动而设计的。此外，硅烷和具有顺反异构的柔性线性分子被证实具有对机械力响应而产生电导变化的能力。但是，已报道的柔性分子开关比通常只有10左右，即电导变化范围在一个数量级以内。
本篇工作报道了基于折叠邻位五联苯骨架开发的机械力可控的单分子电位计，且该系列分子能在两个数量级的电导变化范围内连续导电。折叠五联苯能够在外力的提拉下连续改变分子构型，改变了与金锚定的两个硫原子之间的距离，在尺寸连续变化的纳米沟道中也能与金电极相连接，实现连续变化的电荷运输能力，最终可实现超过100的开关比。本工作为设计通过在亚纳米尺度上改变电极距离从而实现机械力调控电导变化的单分子电位计提供了新思路，启发我们弹簧式螺旋柔性分子结构或许是实现精确预测和连续有效控制电荷运输的关键。
组内博士李锦诗和沈平川为文章共同第一作者，相关论文在线发表在Nature Communication (DOI: 10.1038/s41467-020-20311-z.)
Figure 1. aChemical structures for o-PP-2SMe, o-PP-2CN and o-TP-2Py. b1H NMR spectrum at 5 °C of o-PP-2SMe in AA conformer with major peaks assigned to specific protons of o-PP-2SMe in AA conformer. Asterisks: the minor signals from AB conformer. c One-dimensional conductance histograms for o-PP-2SMe, o-TP-2Py and o-PP-2CN. dTypical “downhill” conductance-displacement traces for o-PP-2SMe and the schematic illustration of mechanical potentiometer based on o-PP-2SMe. e The switching factor (f) versus elongation distance for the reported mechanically sensitive molecular wires.