En un estudio dirigido por el Prof. Wei Xu (Centro de Investigación de Materiales Interdisciplinarios, Facultad de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Universidad de Tongji) y publicado en la revista National Science Review , un equipo de investigación logró la síntesis exitosa de una cadena de carbono unidimensional en la superficie de Au(111), con la cadena más larga que contiene aproximadamente 120 átomos de carbono, y la naturaleza poliínica de la cadena de carbono se caracterizó inequívocamente por la fuerza atómica resuelta por el enlace. microscopía (AFM).
La creación de nuevas formas de carbono con diferentes topologías se ha convertido en un tema apasionante tanto en la química fundamental como en la ciencia de materiales. El carbino (cadena lineal de carbono), un escurridizo alótropo de carbono lineal con hibridación sp, ha fascinado a químicos y físicos durante décadas. Debido a su alta reactividad química y extrema inestabilidad, el carbino fue mucho menos explorado.
La síntesis en superficie está surgiendo como un enfoque prometedor para la fabricación atómicamente precisa de nanoestructuras 1D altamente reactivas con hibridación sp que difícilmente podrían sintetizarse mediante la química sintética de solución convencional. El grupo de Xu empleó la estrategia de síntesis en superficie, utilizando C4 Br6 como precursor, para sintetizar cadenas de carbono poliínico en la superficie de Au(111) mediante polimerización deshalogenativa y posterior desmetalización, y la cadena más larga consta de ~120 átomos de carbono.
El AFM resuelto por enlaces reveló sin ambigüedades la estructura poliínica de las cadenas de carbono con enlaces simples y triples alternos.
Además, para medir la propiedad electrónica intrínseca de la cadena de carbono, se utiliza un C14 específico. El poliino se produjo mediante deshalogenación inducida por la punta y apertura del anillo de la molécula de decacloroantraceno (C14 Cl10 ) sobre una superficie bicapa NaCl/Au(111) a 4,7 K. Las propiedades electrónicas se caracterizaron mediante espectroscopia de efecto túnel (STS), exhibiendo dos picos pronunciados a –3,4 V y 2,4 V, correspondientes a las resonancias de iones positivos y negativos (PIR). y NIR), respectivamente, exhibiendo una banda prohibida de 5,8 eV.
Este trabajo del grupo del profesor Wei Xu proporciona conocimientos experimentales resueltos sobre enlaces sobre la estructura de las cadenas de carbono poliínico y puede abrir una vía para la síntesis y caracterización de poliinos largos sin grupos terminales.
Más información: Wenze Gao et al, Síntesis y caracterización en superficie de cadenas de carbono poliínico, National Science Review (2024). DOI:10.1093/nsr/nwae031
Proporcionado por Science China Press
