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貌似不可能的分子：“彭罗斯楼梯”分子
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“彭罗斯楼梯”（Penrose stair），也许很多人还不熟悉，它来源于M.C.Escher那张著名的画，如下图所示：
沿着楼梯绕一圈，你能辨识出哪一级最低，哪一级最高吗？
如果顺时针走一圈，你会发现什么？
如果逆时针走一圈，你又会发现什么？
这个神奇的楼梯，似乎总可以往上走，但最后是闭合成环的，不是吗？这个奇妙的视觉景象，就是著名的“彭罗斯楼梯”，是以其发现者莱昂内尔和罗杰·彭罗斯（Lionel and Roger Penrose）的名字命名的。
在现实中，能合成出这样结构的分子吗？就在今年5月23日在线发表的《德国应用化学》（DOI: 10.1002/anie.201102210）杂志上，日本筑波大学的Hiroyuki Isobe教授及其合作者，报道了一种“彭罗斯楼梯”分子，如下图所示：
(Taken from DOI: 10.1002/anie.201102210) 在这个貌似不可能的分子中，两个螺旋分子、两个扭曲轴，以大环形式结合在一起。看上去，整个分子在环形结构上是在不断地下降，其中包含了一个sp2-碳的网络。这不就是“彭罗斯楼梯”的分子实物吗？
在理论上，一个螺旋，不管是实物还是几何体，既可以左旋，也可以右旋。在上述“彭罗斯楼梯”分子中，环结构包含了两个螺烯（Helicenes），两者在同一个方向扭曲。当以二维的透视图表示时，双重螺烯就给人以“彭罗斯楼梯”的印象：两半都是沿楼梯下降的，但沿环一圈后，眼睛却在起点的右后方。
也许有人会问，这怎么可能呢？这个分子很清楚不是一个可能的实体；它的存在以及它的结构，远超想象。解开这个谜团的钥匙是，当这个分子从侧面来展示的时候，两个“建筑块”（Building blocks）之间的单键的轴向扭曲，使得螺旋环系统的倾斜取向成为可能。
Isobe教授预期，这一类的分子可以为新型的液晶分子的开发提供一个新天地。
Reference:
(1)Nakanishi, W., Matsuno, T., Ichikawa, J. and Isobe, H. (2011), Illusory Molecular Expression of “Penrose Stairs” by an Aromatic Hydrocarbon. Angewandte Chemie International Edition, 50: n/a. doi: 10.1002/anie.201102210
(2)http://psylux.psych.tu-dresden.de/i1/kaw/diverses%20Material/www.illusionworks.com/html/impossible_staircase.html
https://blog.sciencenet.cn/blog-52206-453778.html
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