Videnskab
 science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Forskere syntetiserer først sammenkoblet bismacrocycle med alle phenylenenheder

To phenylen nanoreringer forbundet med en snoet central benzen, viser en struktur svarende til tallet 8. Kredit:ZHANG Xinyu et al.

Forskerholdet ledet af prof. Du Pingwu fra University of Science and Technology of China (USTC) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) syntetiserede først en hel-phenylen bismacrocycle (bis- betyder to) med siamesisk tvillingstruktur og brugt fulleren som gæstemolekyler til at samle et jordnøddeformet supramolekylært kompleks. Denne undersøgelse blev offentliggjort i Angewandte Chemie .

Som en ny type kulstofmateriale, kulstof nanorør (CNT'er) har tiltrukket sig udbredt opmærksomhed på grund af deres fremragende mekaniske og fotofysiske egenskaber. Imidlertid, syntesen af ​​CNT'er eller CNT'er-fragmenter med selektiv simpel struktur er stadig en udfordring.

Denne undersøgelse rapporterede en konjugeret meget anstrengt all-phenylen Siamese-tvilling bismacrocycle, SCPP[10]. To phenylen nanoreringer, [10]CPP, forbundet af en snoet central benzen, viser en unik 3D-struktur, der ligner tallet 8.

Den ønskede struktur realiseres gennem præcis udvælgelse af passende bygningsenheder. Scanning tunneling mikroskopi (STM) billeddannelse karakteriserede yderligere dette konjugerede molekyle med Siamesisk-tvilling formet struktur på atomær skala.

Forskere anvendte UV-vis absorption, fluorescens, og teoretiske beregninger for at karakterisere fysiske egenskaber ved SCPP[10]. Resultater viser, at der eksisterede en betydelig rødforskydning af UV-vis-spektret og fluorescens sammenlignet med ringkomponenten [10]CPP, indikerer karakteristisk ikke-plan udvidet π-konjugeret forbedring. Tilsvarende emissionsfarverne for SCPP[10] og [10]CPP var gule og blå under en håndholdt UV-lampe.

Struktur (a) og teoretiske beregningsmodeller (b) af SCPP[10]. STM-billede (c) viser en siamesisk tvillingformet struktur af SCPP[10]. UV-vis absorption og fluorescensspektre af [10]CPP (nanoring-komponenten af ​​SCPP[10]) og SCPP[10] er vist i (d) og to molekyler under UV-bestråling ved 365 nm. Er vist i (e). Kredit:ZHANG Xinyu et al.

Udover, tøjningsenergien og den største interphenylen-torsionsvinkel for denne bismakrocyklus var op til henholdsvis 110,59 kcal/mol og 46,07°. Dens centrale benzen havde en snoet vinkel på 10,05°. Disse nye fysiske karakteriseringer ovenfor blev alle tilskrevet den særlige struktur af SCPP[10].

Desuden, SCPP[10] blev en ordentlig supramolekylær vært på grund af dets buede bismakrocykliske rum og passende diameter. Et jordnøddeformet 1:2 vært-gæstekompleks kunne dannes efter SCPP[10], jordnøddeskallen, indfanger to PCBM (fullerenderivater) molekyler som frø. Bindingskonstanterne K blev også beregnet i henhold til UV-vis titreringen, og forholdet 1:2 blev bevist ved et jobplot.

Et jordnøddeformet 1:2 vært-gæstekompleks kunne dannes efter SCPP[10], jordnøddeskallen, indfanger to PCBM (fullerenderivater) molekyler som frø. Kredit:ZHANG Xinyu et al.

Med unikke fotofysiske egenskaber og topologistruktur, SCPP[10] har været stigende som et lovende kulstofrigt molekyle inden for det fotoelektriske og supramolekylære materialefelt.


Varme artikler