In uno studio condotto dal Prof. Wei Xu (Centro interdisciplinare di ricerca sui materiali, Scuola di scienza e ingegneria dei materiali, Università di Tongji) e pubblicato sulla rivista National Science Review , un gruppo di ricerca è riuscito a sintetizzare con successo una catena di carbonio unidimensionale sulla superficie di Au(111), con la catena più lunga contenente circa 120 atomi di carbonio, e la natura poliinica della catena di carbonio è stata caratterizzata in modo inequivocabile dalla forza atomica risolta dal legame microscopia (AFM).
La creazione di nuove forme di carbonio con diverse topologie è emersa come un argomento interessante sia nella chimica fondamentale che nella scienza dei materiali. La carbyne (catena lineare di carbonio), un sfuggente allotropo di carbonio lineare ibridato sp, affascina chimici e fisici da decenni. A causa della sua elevata reattività chimica e dell'estrema instabilità, la carbina è stata molto meno esplorata.
La sintesi in superficie sta emergendo come un approccio promettente per la fabbricazione atomicamente precisa di nanostrutture 1D altamente reattive con ibridazione sp che difficilmente potrebbero essere sintetizzate tramite la chimica sintetica della soluzione convenzionale. Il gruppo di Xu ha utilizzato la strategia di sintesi in superficie, utilizzando C4 Fratello6 come precursore, per sintetizzare catene di carbonio poliinico sulla superficie dell'Au (111) tramite polimerizzazione dealogenativa e successiva demetallizzazione, e la catena più lunga è costituita da circa 120 atomi di carbonio.
L'AFM risolto con i legami ha rivelato in modo inequivocabile la struttura poliinica delle catene di carbonio con legami singoli e tripli alternati.
Inoltre, per misurare la proprietà elettronica intrinseca della catena del carbonio, uno specifico C14 la poliina è stata prodotta tramite dealogenazione indotta dalla punta e apertura dell'anello della molecola di decacloroantracene (C14 Classe10 ) su una superficie a doppio strato NaCl/Au(111) a 4,7 K. Le proprietà elettroniche sono state caratterizzate mediante spettroscopia a effetto tunnel (STS), mostrando due picchi pronunciati a –3,4 V e 2,4 V, corrispondenti alle risonanze degli ioni positivi e negativi (PIR e NIR), rispettivamente, mostrando un gap di banda di 5,8 eV.
Questo lavoro del gruppo del Prof. Wei Xu fornisce approfondimenti sperimentali risolti con i legami sulla struttura delle catene di carbonio poliiniche e può aprire una strada per la sintesi e la caratterizzazione di poliine lunghe senza gruppi terminali.
Ulteriori informazioni: Wenze Gao et al, Sintesi e caratterizzazione in superficie delle catene di carbonio poliinico, National Science Review (2024). DOI:10.1093/nsr/nwae031
Fornito da Science China Press
