Syntese på overfladen af carbyn:En sp-hybridiseret lineær carbon allotrop
I en undersøgelse ledet af prof. Wei Xu (Interdisciplinary Materials Research Center, School of Materials Science and Engineering, Tongji University) og offentliggjort i tidsskriftet National Science Review , opnåede et forskerhold den vellykkede syntese af en endimensionel carbonkæde på Au(111)-overfladen, med den længste kæde indeholdende ca. 120 carbonatomer, og den polyyne natur af carbonkæden var utvetydigt karakteriseret ved bindingsopløst atomkraft mikroskopi (AFM).
Skabelsen af nye kulstofformer med forskellige topologier er dukket op som et spændende emne inden for både grundlæggende kemi og materialevidenskab. Carbyne (lineær carbonkæde), en undvigende sp-hybridiseret lineær carbonallotrop, har fascineret kemikere og fysikere i årtier. På grund af dets høje kemiske reaktivitet og ekstreme ustabilitet blev carbyn meget mindre udforsket.
Syntese på overfladen dukker op som en lovende tilgang til atomisk præcis fremstilling af meget reaktive 1D-nanostrukturer med sp-hybridisering, der næppe kunne syntetiseres via konventionel opløsningssyntetisk kemi. Xus gruppe brugte syntesestrategien på overfladen ved at bruge C4 Br6 som en forløber for at syntetisere polyyne carbonkæder på Au(111)-overfladen via dehalogenativ polymerisation og efterfølgende demetallisering, og den længste kæde består af ~120 carbonatomer.
Bond-opløst AFM afslørede utvetydigt den polyyne struktur af kulstofkæder med skiftende enkelt- og tredobbeltbindinger.
Desuden, for at måle kulstofkædens iboende elektroniske egenskab, en specifik C14 polyyn blev produceret via spidsinduceret dehalogenering og ringåbning af decachloroanthracen-molekylet (C14 Cl10 ) på en dobbeltlags NaCl/Au(111) overflade ved 4,7 K. De elektroniske egenskaber blev karakteriseret ved scanning tunneling spektroskopi (STS), der udviser to udtalte toppe ved –3,4 V og 2,4 V, svarende til de positive og negative ionresonanser (PIR) og NIR), der udviser et båndgab på 5,8 eV.
Dette arbejde fra prof. Wei Xus gruppe giver bindingsløst eksperimentel indsigt i strukturen af de polyyne kulstofkæder og kan åbne en vej for syntese og karakterisering af lange polyyner uden endegrupper.
Flere oplysninger: Wenze Gao et al., Syntese og karakterisering af polyyne kulstofkæder på overfladen, National Science Review (2024). DOI:10.1093/nsr/nwae031
Leveret af Science China Press
Varme artikler
-
Kortlægning af nukleationskinetik med nanometeropløsningKredit:Mei Wang, University of Maryland Nukleering er dannelsen af en ny kondenseret fase fra en flydende fase via selvsamling. Denne proces er afgørende for mange naturlige systemer og tekniske -
Billig vandbehandlingDe nye nikkelkatalysatorer syntetiseret ved Institute of Physical Chemistry PAS muliggør ekstremt effektiv vandbehandling i flowtilstand, der fjerner skadelige organoklorforbindelser. Kredit:IPC PAS, -
Kunstig kemiker kombinerer AI, robotik til at udføre autonom F&UForskere har udviklet en teknologi kaldet Kunstig kemiker, som inkorporerer AI og et automatiseret system til udførelse af kemiske reaktioner for at fremskynde F&U og fremstilling af kommercielt ønske -
Ringformet multi-carbon sammensat cyclocarbon syntetiseretFra venstre mod højre, precursor molekyle C24O6, mellemprodukter C22O4 og C20O2 og slutproduktet cyclo[18]carbon C18 dannet på overfladen ved at dissociere CO-maskerende grupper ved hjælp af atommanip
- Hvad er en virus, og hvordan bliver den til fare for menneskers liv?
- 3D-printteknologi til væv:Forskere kombinerer hydrogeler og fibre
- Hvad er der egentlig inde i vapes? Vi trak dem fra hinanden for at finde ud af det
- Mange anvendelser til forskning i kvantepunkter
- Cuba evakuerer 180, 000, da den tropiske storm Elsa nærmer sig
- For at finde ud af, hvordan dyrelivet klarer sig, prøver videnskabsmænd at lytte