近日，我校核磁共振与分子科学交叉研究院/化学与化工学院教授刘志强、郑安民团队与中科院大连化物所、福州大学合作，在《Nature Communications》发表了题为“Asymmetric rotations slow down diffusion under confinement”的论文（DOI:10.1038/s41467-025-57242-6）。该研究发现了分子筛限域空间存在弱相互作用的小分子运动慢的反常扩散现象，阐明了限域空间非对称旋转抑制扩散的微观机制，为多孔材料分离领域提供了重要的理论指导。论文通讯作者为刘志强，侯广进、叶茂、刘福建和郑安民教授，我校为论文第一单位。

平动与转动作为扩散过程中两种最基本的运动形式，其在限域空间内是否存在耦合效应长期以来是学术界争论的焦点问题。该研究团队在分子筛孔道中观察到一个反常的扩散现象：尺寸较小的非对称性分子反而表现出比尺寸较大的对称性分子更慢的扩散速率。通过结合自主开发的随机行走聚类算法与自由能计算，研究首次揭示了分子在限域空间中的非对称相互作用会诱导产生非对称旋转，而这种旋转行为会显著增加扩散过程中的局部停留时间，从而抑制分子的平动扩散。研究团队与国内外合作者密切协作，分别采用扩散相关的吸附速率法、准弹性中子散射和核磁共振实验等多维度实验手段，成功验证了理论预测结果，为这一科学问题的解决提供了坚实的实验依据。

该研究创新性地从分子对称性这一全新理论视角切入，不仅揭示了非对称旋转对扩散行为的抑制机制，更重要的是建立了一种研究限域扩散过程中平动-转动耦合效应的全新研究范式。

值得一提的是，本文的第一作者兼通讯作者刘志强为我校新引进的优秀青年人才。该教师学术成果突出，先后主持湖北省杰出青年基金项目和基金委面上项目、荣获湖北省“青年拔尖人才”、湖北省博士后“先锋人才”、湖北省化学化工“先进青年工作者”等多项人才称号，充分彰显了我校在人才引进和培养方面取得的显著成效。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-57242-6