我首次合成单一手性碳纳米管的长共轭链段

  中国科学技术大学发布消息称,近日, 该校杜平武教授课题组通过精确分子设计,在世界上合成出首例单一手性指数单壁碳纳米管的长共轭链段,并研究了其电子传输和空穴传输性质。

  碳纳米管可被认为是仅包含sp2键合原子的全碳基管状共轭聚合物,然而迄今为止,直径特定的碳纳米管片段长共轭聚合物尚无研究报道。具有单一直径和手性的纯碳纳米管材料在纳米科技和电子学领域有着重要的应用潜力,但是合成这样的碳纳米管是合成化学和材料化学领域的一个重要挑战。催化剂表面介导生长的方法在制备碳纳米管方面表现出巨大潜力,然而纳米管纯度始终是个难以克服的问题。从精确结构控制的角度考虑,利用自下而上的方法是制备单一手性高纯度碳纳米管的理想策略之一,典型的环对苯撑结构可以看作是扶手椅型碳纳米管的最短片段,对其结构进行长共轭延伸,有望得到结构上接近碳纳米管的新型功能材料。

  在该工作中,研究人员基于前期在碳纳米管新结构合成和物理性质方面的系列工作,巧妙地将双功能化结构引入到弯曲共轭小分子碳环上。随后,通过镍催化的偶联反应使该片段实现了在一维方向上的延伸构建出直径确定的单壁碳纳米管长共轭链段,利用凝胶渗透色谱、核磁、红外和拉曼光谱等表征手段证实成功合成了碳纳米管的长共轭聚合物。


关键字:碳纳米管
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