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碳納米管戴上“分子皇冠” 光電效應顯著增加

作者：中國科學院成都有機化學有限公司來源：http://www.sikpqwc.cn 日期：2019-03-22 12:16:35

導語：記者從中國科學技術大學獲悉，該校杜平武教授課題組首次構建了不同共軛延伸的類似皇冠狀的彎曲碳納米管片段，并利用富勒烯作為客體分子組裝成超分子異質結，發現了其顯著的光電效應。國際重要化學期刊《德國應用化學》日前在線發表了該項成果。

　　碳納米管由于其突出的機械、電學以及光學性質受到了廣泛關注。碳納米管諸多重要性質主要由其管壁結構所決定，在制備過程中保證碳納米管結構的均一性顯得尤為重要。現有方法所制備的碳納米管通常是碳納米管的混合物，因此選擇性合成結構單一的碳納米管或者碳納米管片段，成為了納米碳材料和合成化學領域面臨的一個重大挑戰。基于合成化學的自下而上合成策略，通過從環對苯撐碳納米環逐漸增長成碳納米管，在控制碳納米管純度方面具有重要意義。

　　科研人員將共軛程度逐漸增大的納米石墨烯作為“分子皇冠”側壁嵌入到彎曲共軛的碳納米環中，成功合成了不同共軛延伸的扶手椅型碳納米管片段。

　　該工作首先通過穩態光譜和電化學方法，系統研究了共軛程度對碳納米管片段性質的影響。通過研究“分子皇冠”與富勒烯C60之間的超分子作用，發現隨著側壁共軛依次增大，皇冠分子與C60的結合常數依次增大。并且首次發現，將其與富勒烯構建超分子異質結薄膜作為光導層，在光照條件下能夠產生強烈的光電流，與參比物相比較，其最大光電流可顯著增加。

　　這項研究為分子碳納米管的合成及性質研究提供了借鑒，對碳納米管與富勒烯超分子異質結在光電器件方面的應用提供了實驗基礎。

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