阳离子-π相互作用，是一种典型的非共价相互作用，参与包括蛋白质折叠、分子识别、离子通道输运、化学反应催化、液-液相分离等在内的诸多生物化学过程。气相中的阳离子-π结合有了充分的实验研究。模拟计算研究表明，溶剂会对阳离子-π结合产生明显的影响，但目前还没有很好的实验方法直接研究溶液体系里的阳离子-π相互作用。

近期，我院曹毅课题组和北京大学唐淳课题组合作利用单分子力谱技术和固体核磁技术从纳米层面直接研究了溶液体系里的阳离子-π相互作用。该研究以聚苯乙烯为实验组，以聚五氟苯乙烯为对照组消除掉研究体系里的疏水相互作用，研究了四种阳离子钠离子、锂离子、钾离子和铵根离子与聚苯乙烯侧链基团苯环之间的阳离子-π相互作用规律。研究表明，阳离子的水合对阳离子-π相互作用有明显的衰减作用。更重要的是，阳离子水合和阳离子-π结合的竞争最终决定阳离子与π结合的形式：水合阳离子-π结合或者去水合阳离子-π结合。生化过程中的阳离子-π相互作用一般出现在溶液相里，本课题从分子层面阐述溶液相里的阳离子-π相互作用机制，为进一步理解和应用打下了坚实的实验基础。

相关论文以Single-Molecule Force Spectroscopy Reveals Cation-π Interactions in Aqueous Media Are Highly Affected by Cation Dehydration发表在《Physical Review Letters》(IF：8.6)上。曹毅、王炜和唐淳为论文的共同通讯作者。我院全职博士后邸维帅为第一作者，薛凯博士做了固体核磁研究，南京大学化学化工学院蔡军老师做了DSC测试，为论文做出重要贡献。论文获得国家杰出青年基金（No. T2225016），国家自然科学基金（No. 21774057）和国家重点研发计划项目（No. 2020YFA0908100）支持。