Sintesi, proprietà e strutture di imballaggio del nanografene drogato con N a forma di ala in vari stati di ossidazione. Credito:Società chimica americana
Negli ultimi anni, sono stati studiati vari approcci chimici di sintesi utilizzando composti policiclici aromatici (IPA) come "nanografene con struttura molecolare precisa ed elevata purezza". Se diventa possibile costruire assiemi e spazi 3D strutturalmente controllati da questo grafene 2D di dimensioni nanometriche, è possibile creare nuovi materiali con proprietà strutturali uniche. Un gruppo di ricerca dell'Università di Ehime ha studiato la sintesi e le proprietà fisiche dell'esapirroloesaazacoronene (HPHAC), un PAH contenente azoto, utilizzando pirroli. Gli HPHAC, che sono composti da pirroli ricchi di elettroni, sono facilmente ossidabili e le loro forme ossidate a due elettroni mostrano un'aromaticità globale. Tuttavia, gli unici studi riportati sugli HPHAC sono stati sulla sintesi di monomeri, inclusi gli analoghi, e sulla delucidazione delle loro relazioni struttura-proprietà. Non sono stati condotti studi sulla sintesi di dimeri verso strutture 3D strutturalmente controllate.
In questo studio, un dimero HPHAC a forma di ala è stato sintetizzato impiegando uno scheletro di bicicloottadiene come sito di reticolazione strutturalmente rigido. Come con il noto monomero HPHAC, nel dimero appena sintetizzato sono state osservate proprietà redox stabili. Inoltre, le modalità di assemblaggio caratteristiche a seconda dello stato di ossidazione sono state rivelate dall'analisi della struttura del cristallo singolo e da varie misurazioni spettroscopiche. Inoltre, nelle specie tetracationiche del dimero HPHAC, si è riscontrato che l'aromaticità dello spazio 3D circondato dai due HPHAC è migliorata. Questo è il risultato dell'influenza reciproca delle proprietà magnetiche ed elettroniche degli HPHAC.
In recenti ricerche di chimica sintetica sul nanografene, al posto dei convenzionali composti planari, sono stati riportati composti ad alta dimensione con, ad esempio, strutture a forma di scodella e sella. D'altra parte, ci sono stati pochi studi sulla costruzione di assiemi e spazi 3D strutturalmente controllati e sul loro utilizzo come unità costitutive. Le versatili modalità di assemblaggio del nanografene 3D possono fornire un'elevata robustezza meccanica e un'ampia superficie, e quindi dovrebbero essere applicate a sensori, bioimaging e materiali di conversione dell'energia. + Esplora ulteriormente
