6月15日，國際學術期刊《自然》（Nature）發表了題為Synthesis of a monolayer fullerene network的新成果——中科院化學研究所鄭健教授、朱道本院士、劉云圻院士合作開發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構，由C60簇籠在平面上通過C-C鍵相互共價鍵合形成規則的拓撲結構。這種新型碳材料具有較高的結晶度和良好的熱力學穩定性，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

準六方聚合C60的單晶結構示意圖，每個C60與周圍6個C60通過C-C共價鍵相連

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的結構。在這種單層聚合物C60中，C60的簇籠在一個平面內彼此共價鍵合，形成不同于傳統二維材料的規則拓撲結構。此外，單層聚合物C60表現出有趣的面內各向異性特性和1.6eV的適中帶隙，這使其成為用于電子設備的潛在候選者。

這項工作是第一個合成單層聚合富勒烯的工作，它具有重要意義，因為它為碳材料家族增加了一個新成員，作者認為對單層聚合物C60的演示有望為探索具有獨特拓撲和特性的二維碳帶來新的視角。

粉體圈 整理

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