芬兰于韦斯屈莱大学研究人员近日报告称，他们开发出一类新型合成分子，可在水中以高效率捕获硫酸盐这一常见的工业与环境污染物。研究团队表示，这项工作显示，过去长期被视为化学“奇观”的分子纠缠结构能够被有目的地设计并用于实际场景，包括水净化、化学传感与环境监测。相关研究已发表在《Chem》杂志。

研究人员指出，硫酸盐在水环境中难以被人工受体有效结合，原因在于硫酸盐更倾向于被水分子包围，而不是附着在合成受体上，因此能够在水中识别硫酸盐的人工系统数量有限。该团队开发的新型受体据称克服了这一难题，在纯水中对硫酸盐的结合能力比多数现有受体强一千多倍。

于韦斯屈莱大学副教授 Fabien Cougnon 表示，这些受体的表现可与天然蛋白质的结合位点相当，后者能够从环境中捕获极低浓度的硫酸盐。

在结构设计上，研究团队采用了被称为“所罗门环”的互锁构型：由两个环以复杂方式相互锁定并多次缠绕形成机械纠缠。研究人员称，这种纠缠结构构成了一个结构明确但保持一定柔性的空腔，其中的正电荷区域与氢键基团协同作用，从而吸引硫酸盐离子进入并实现结合。

Cougnon 进一步解释称，由于两个环在物理上锁定在一起，结合空腔会自然形成适配硫酸盐的形状；这种结构上的“预组织”使分子在结合过程中几乎无需额外能量进行构型调整，被认为是其实现异常高结合性能的关键因素。