6月15日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）發(fā)表了題為Synthesis of a monolayer fullerene network的新成果——中科院化學(xué)研究所鄭健教授、朱道本院士、劉云圻院士合作開發(fā)了一種新型碳同素異形體單晶——單層聚合C60。這是一種全新的簇聚二維超結(jié)構(gòu)，由C60簇籠在平面上通過C-C鍵相互共價(jià)鍵合形成規(guī)則的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種新型碳材料具有較高的結(jié)晶度和良好的熱力學(xué)穩(wěn)定性，并具有適度的禁帶寬度，為碳材料的研究提供了全新思路。

論文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04771-5

準(zhǔn)六方聚合C60的單晶結(jié)構(gòu)示意圖，每個(gè)C60與周圍6個(gè)C60通過C-C共價(jià)鍵相連

材料合成策略

研究人員制備了嵌入鎂的C60塊狀晶體作為剝離反應(yīng)的前體。然后，他們利用配體輔助的陽離子交換策略將層間鍵切割成塊狀晶體，這導(dǎo)致塊狀晶體剝落成單層納米片。通過單晶X射線衍射和掃描透射電子顯微鏡(STEM)探索了單層聚合物C60的結(jié)構(gòu)。在這種單層聚合物C60中，C60的簇籠在一個(gè)平面內(nèi)彼此共價(jià)鍵合，形成不同于傳統(tǒng)二維材料的規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此外，單層聚合物C60表現(xiàn)出有趣的面內(nèi)各向異性特性和1.6eV的適中帶隙，這使其成為用于電子設(shè)備的潛在候選者。

這項(xiàng)工作是第一個(gè)合成單層聚合富勒烯的工作，它具有重要意義，因?yàn)樗鼮樘疾牧霞易逶黾恿艘粋€(gè)新成員，作者認(rèn)為對(duì)單層聚合物C60的演示有望為探索具有獨(dú)特拓?fù)浜吞匦缘亩S碳帶來新的視角。

粉體圈 整理

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