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碳納米管戴上“分子皇冠” 光電效應(yīng)顯著增加

作者：中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司來(lái)源：http://www.sikpqwc.cn 日期：2019-03-22 12:16:35

導(dǎo)語(yǔ)：記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校杜平武教授課題組首次構(gòu)建了不同共軛延伸的類(lèi)似皇冠狀的彎曲碳納米管片段，并利用富勒烯作為客體分子組裝成超分子異質(zhì)結(jié)，發(fā)現(xiàn)了其顯著的光電效應(yīng)。國(guó)際重要化學(xué)期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》日前在線(xiàn)發(fā)表了該項(xiàng)成果。

　　碳納米管由于其突出的機(jī)械、電學(xué)以及光學(xué)性質(zhì)受到了廣泛關(guān)注。碳納米管諸多重要性質(zhì)主要由其管壁結(jié)構(gòu)所決定，在制備過(guò)程中保證碳納米管結(jié)構(gòu)的均一性顯得尤為重要。現(xiàn)有方法所制備的碳納米管通常是碳納米管的混合物，因此選擇性合成結(jié)構(gòu)單一的碳納米管或者碳納米管片段，成為了納米碳材料和合成化學(xué)領(lǐng)域面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。基于合成化學(xué)的自下而上合成策略，通過(guò)從環(huán)對(duì)苯撐碳納米環(huán)逐漸增長(zhǎng)成碳納米管，在控制碳納米管純度方面具有重要意義。

　　科研人員將共軛程度逐漸增大的納米石墨烯作為“分子皇冠”側(cè)壁嵌入到彎曲共軛的碳納米環(huán)中，成功合成了不同共軛延伸的扶手椅型碳納米管片段。

　　該工作首先通過(guò)穩(wěn)態(tài)光譜和電化學(xué)方法，系統(tǒng)研究了共軛程度對(duì)碳納米管片段性質(zhì)的影響。通過(guò)研究“分子皇冠”與富勒烯C60之間的超分子作用，發(fā)現(xiàn)隨著側(cè)壁共軛依次增大，皇冠分子與C60的結(jié)合常數(shù)依次增大。并且首次發(fā)現(xiàn)，將其與富勒烯構(gòu)建超分子異質(zhì)結(jié)薄膜作為光導(dǎo)層，在光照條件下能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的光電流，與參比物相比較，其最大光電流可顯著增加。

　　這項(xiàng)研究為分子碳納米管的合成及性質(zhì)研究提供了借鑒，對(duì)碳納米管與富勒烯超分子異質(zhì)結(jié)在光電器件方面的應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

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