硼基功能团簇凭借其覆盖零维至三维的丰富空间拓扑结构和超高热中子俘获截面，在以硼中子俘获疗法（BNCT）为代表的精准核医学、跨膜药物递送、高选择性化学分离、催化合成以及航空燃料等领域中展现出广泛的应用潜力。闭式十二硼烷团簇[B12X12]2–是典型的三维多面体硼基体系，具有高度稳定的二十面体B12核心骨架。然而，纯硼团簇在一定尺寸范围内通常呈现二维平面或准平面结构。因此，B12如何由三维笼状结构向低维结构演化实现拓扑结构重组，伴随怎样的电子结构重排，并如何导致化学反应性的改变，是迫切需要解决的关键科学问题，至今仍缺乏系统性的理解与认知（图1）。
近日，华东师范大学孙海涛教授联合美国西北太平洋国家实验室（PNNL）王学斌教授和德国莱比锡大学Jonas Warneke教授团队围绕完整的全碘代硼烷 [B12I*n]–***系列（n = 11–1）开展了系统的实验和理论研究。**该工作结合先进的高尺寸选择、高分辨阴离子光电子能谱（NIPES）、离子迁移谱（IMS）、气相离子–分子反应、质量选择离子沉积实验平台以及高水平量子化学计算，系统揭示了随着碘取代基逐步剥离，系统揭示了B12从二十面体笼状结构到开放状结构，再到平面/准平面结构的连续演化过程，并首次建立了在原子尺度上非常规拓扑结构、电子性质与反应性之间的关联图像。
NIPES 和 IMS 实验结果显示（图2），随着碘取代基逐步减少，[B12I*n*]--系列并不是简单地连续变化，而是呈现出明显的分段特征。在 NIPES 谱图中，电子结合能整体降低，并伴随奇偶变化规律；从 [B12I7]--开始，谱图特征明显不同于高取代离子（n = 11–8），而在 n = 3–1 区域又出现新的谱图变化。IMS 实验同样显示，从 n = 7 开始，漂移时间变化趋势发生偏离，并出现异构体共存信号。这些结果为后续揭示 B12的多阶段结构演化提供了实验依据。
