由博士领导的一组科学家的新工作。高压科学与技术高级研究中心(HPSTAR)的李国、郑海燕与北京大学的朱静博士合作,杏2系列发现压力诱导1,4-二苯丁二烯聚合可产生结晶石墨纳米带。他们的研究提供了一种新的方法来合成原子尺度有序且宽度可控的晶体体石墨烯纳米带。这项研究结果最近发表在《美国化学学会杂志》上。
石墨纳米带是一种具有非零带隙的石墨烯条带,在纳米级电子和光电子器件领域具有巨大的应用潜力。带隙与它的宽度、骨架和边缘结构以及原子能级的取代密切相关。因此,合成原子精确的GNRs是非常关键的。“自底向上”方法包括表面辅助法和溶液介导法是一种有吸引力的方法来构建具有理想结构的GNRs。然而,这两种方法都不适合批量合成晶体gnr。固态拓扑化学聚合是获得结晶产物的一种很有前途的方法,它可以在外部物理刺激(光、热、压力等)的约束结晶环境下诱导。遗憾的是,SSTP的反应类型仅限于1,4加成、[2+2]环加成、叠氮-炔环加成等几种类型。在溶液中建立新的六元碳环,最常用的二烯-桤木(DA)和脱氢-二烯-桤木(DDA)反应在固态反应中很少见到,因为要获得合适的二烯和二烯亲物的方向和距离是极具挑战性的。
压力诱导聚合(PIP)在合成各种新型晶体材料中显示出独特的优势,因为压力是调节晶体结构和压缩反应物分子间距离的最有效方法。通过原位拉曼光谱和红外光谱分析,作者发现1,4-二苯丁二烯(DPB)的PIP开始于一个出人意料的DDA与苯基作为二亲体的反应,而不是二炔之间的1,4加成反应。采用多种尖端技术,证实了该产品为扶手椅石墨纳米带。它具有边缘sp3碳的石墨烯纳米带结构。我们可以预期sp3碳可以通过失去氢转化为sp2-碳,并将产生一个明确的GNR结构,扶手边缘清晰, 杏耀娱乐生财 ,宽度为~ 1nm。
此外,研究者还进行了原位高压中子衍射,杏耀YL探究了在反应阈值压力(10 GPa)下DPB的晶体结构,确定了该DDA反应的临界距离为3.2 A。他们根据反应前不同反应位点的数个定量距离,提出了PIP以反应位点的距离为主导,不同于以官能团活性为主导的溶液反应。