想象一下，你手里有一个“分子捕获器”，只需轻轻旋转旋钮，就能从混杂的溶液中精准“抓住”你想要的那一种分子。

近日，清华大学深圳国际研究生院副教授雷钰、李佳团队与合作者实现了类似的效果：他们将两层原子级厚度的二硫化钼（MoS2）薄膜以不同角度堆叠在一起，仅通过改变层间的扭转角度，就能让材料对不同分子产生截然不同的响应，在单分子水平上实现“认得出、检得到”。相关研究成果发表于《自然—通讯》。

团队利用莫尔化学策略，通过精准调控双层二硫化钼的层间转角，构建出一个兼具超灵敏检测与分子筛选功能的传感平台。莫尔化学的核心在于层间转角。当两层二维材料以特定角度堆叠时，会形成周期性的莫尔超晶格，这种实空间中的莫尔条纹可用于调控分子吸附、电荷转移和局域限域效应。此前，该领域多聚焦于电子能带工程，而对分子选择性识别的连续调控尚未得到系统探索。

在此研究中，研究团队将转角作为一个核心调控参数，发现不同分子对转角的响应有着显著差异：罗丹明6G（R6G）在转角为10°和50°的样品上响应最强，而亚甲基蓝（MB）则在转角为15°和45°时表现最佳，这种规律的转角依赖性，在实验中清晰地展示了莫尔超晶格对分子种类的识别能力。

为了进一步提升捕获效率，研究团队在上层二硫化钼中引入空气等离子体处理，制造出延展空位。结合原子级成像与理论计算，该团队揭示出莫尔势的演变过程：本征AA堆叠区域提供约54毫电子伏特的吸附能，而空位的引入使势阱加深至238毫电子伏特，相当于为芳香族分子提供了强吸附区域。结合分子限域，再配合与分子能级匹配的共振拉曼激发，三重机制协同作用，分别在不同转角下将R6G和亚甲基蓝的检测下限推至1×10-20摩尔每升，实现了单分子水平的选择性检测。

这项工作将莫尔化学从能带工程引向分子传感工程，为疾病早期诊断、痕量分子监测等提供了一个可设计、可扩展的材料平台。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-77290-w