La sintesi in superficie ha ricevuto grande attenzione come metodo per creare polimeri unidimensionali (1D) e bidimensionali (2D) atomicamente precisi con proprietà intriganti. In particolare, nanonastri di grafene (GNR), una categoria di nanomateriali quasi-1D derivati ​​dal grafene, sono stati ampiamente studiati a causa delle loro proprietà elettroniche sintonizzabili e delle potenziali applicazioni nei dispositivi a semiconduttore, come i transistor ad effetto di campo e la spintronica. Sono stati perseguiti una serie di approcci top-down per produrre GNR, ma la mancanza di controllo sulla larghezza del nastro e sulla struttura dei bordi ha ostacolato il loro ulteriore sviluppo.

Nel 2010, Cai et al. in primo luogo ha riportato la fabbricazione di una poltrona GNR (AGNR) atomicamente precisa sulla superficie Au(111) utilizzando un approccio dal basso verso l'alto. Il meccanismo di base prevede la dealogenazione attivata termicamente, polimerizzazione surface-assistita e infine ciclodeidrogenazione.

Nel decennio successivo, questo approccio dal basso verso l'alto è stato esteso per sintetizzare un'ampia varietà di GNR, compresi AGNR con diverse larghezze, GNR a zig-zag, eterogiunzioni GNR, GNR chirali e GNR drogati chimicamente. Sulla base della periodica somiglianza delle loro strutture elettroniche, Gli AGNR possono essere classificati in tre famiglie, 3p, 3p+1 e 3p+2 (che rappresentano il numero di atomi di carbonio nella direzione stretta).

Finora, pochi studi si sono concentrati sulla sintesi GNR su Cu(111) a causa della forte interazione superficiale, nonostante la temperatura più bassa per la dealogenazione. È stato dimostrato che i GNR chirali possono essere sintetizzati su Cu(111) utilizzando lo stesso precursore che produce 7-AGNR non chirali su Au(111) e che la dealogenazione può essere reversibile su Au(111) ma non su Cu(111), il che implica che il percorso di reazione e i prodotti ottenuti potrebbero essere controllati attraverso la scelta del substrato.

Un secondo approccio per adattare il percorso di reazione nella sintesi confinata alla superficie consiste nell'introdurre diverse specie atomiche, che è stato preso in considerazione solo in pochi studi recenti. L'esposizione allo iodio crea un monostrato intercalato tra i polimeri e la superficie Ag(111) che disaccoppia le loro interazioni elettroniche. Inoltre, è stato dimostrato che l'idrogeno rimuove i sottoprodotti dell'alogeno e induce l'accoppiamento covalente, e zolfo per attivare o disattivare la reazione di Ullmann confinata in superficie.

Il gruppo di ricerca del Prof. Lifeng Chi della Soochow University ha recentemente studiato l'effetto dell'ossigeno sulla sintesi di 3-AGNR mediante accoppiamento Ullmann confinato alla superficie e ha determinato che, Invece, ha causato una trasformazione da 1D a 2D delle strutture organometalliche (OM).

Qui, il loro obiettivo era studiare la sintesi di 3p-AGNR su Cu(111), estendendosi dal precedente studio su Au(111), e per esaminare l'effetto dell'ossigeno sulla fusione laterale di 3-AGNR, ispirati dal loro potenziale per promuovere l'attivazione di C-H.

La loro indagine ha dimostrato la riuscita sintesi di 3p-AGNR su Cu(111) tramite fusione laterale di poli(para-fenilene) (cioè 3-AGNR). L'introduzione di ossigeno atomico co-adsorbito ha sostanzialmente ridotto la temperatura richiesta per indurre la reazione di fusione laterale. L'identificazione di questo effetto catalitico potrebbe avvantaggiare la sintesi in superficie che applica reazioni di deidrogenazione, non limitandosi ai GNR, e mette in evidenza il potenziale di adsorbati atomici aggiuntivi per guidare le reazioni di superficie.