記者從中國科學技術大學獲悉, 該校杜平武教授課題組利用一種新策略, 首次構建出鋸齒型碳納米管片段.
碳納米管是一種納米材料, 重量輕, 六邊形結構連接完美, 組成碳納米管的C=C共價鍵是自然界中最穩定的化學鍵之一, 但是合成長度和尺寸單一的碳納米管是合成化學和材料化學的一個重要挑戰.
從精確結構控制的角度考慮, 利用自下而上的方法是控制製備碳納米管的理想策略之一, 可以作為製備碳納米管的理想前體或模板. 然而, 對於碳納米管的另一主要類型——鋸齒型碳納米管的前體或模板的研究卻十分有限. 合理設計構建碳納米管片段, 可作為製備超純碳納米管的理想前體或模板, 對其骨架進行π-共軛延伸, 可望得到結構和性質上接近碳納米管的新型功能材料.
研究組基於前期工作, 通過過渡金屬鈀, 鎳等催化的偶聯反應連接彎曲稠環共軛片段前體, 成功合成了以兩個石墨烯單元為封端 '帽子' 的鋸齒型碳納米管彎曲共軛片段, 首次提出了縱向切割碳納米管構建基元的策略. 結合理論類比計算, 研究了其與富勒烯C70之間選擇性超分子相互作用, 發現其與C70之間存在1∶1的選擇性結合現象.
這種通過三個彎曲型分子連接兩個石墨烯單元方法可直接得到納米籠狀結構, 為構建封端鋸齒型碳納米管提供了新思路. 該研究成果日前發表在《德國應用化學》上.
