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新聞動(dòng)態(tài)
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中澳中心課題組在卟啉共價(jià)功能化多壁碳納米管光學(xué)性能研究取得重要進(jìn)展

作者:中國科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司 來源:http://www.sikpqwc.cn 日期:2013-10-22 11:30:43


多壁碳納米管是由多層同軸類石墨圓柱面重疊包覆而成的碳納米管,由于其具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征及奇異多變的力學(xué)、電子和化學(xué)性能,因而在先進(jìn)光電功能材料和器件的研制中具有極高的應(yīng)用價(jià)值;但是研究人員目前所面對(duì)的挑戰(zhàn)主要在于這些多層碳材料在大多數(shù)有機(jī)極性溶劑和水相中很難溶解,這極大地限制了對(duì)這類碳材料研究和應(yīng)用的進(jìn)一步拓展。

在10月最新出版的國際化學(xué)知名學(xué)術(shù)期刊《歐洲化學(xué)》上,發(fā)表了我校校長助理、“中-澳功能分子材料國際聯(lián)合研究中心”張弛教授研究組的研究成果“卟啉共價(jià)功能化多壁碳納米管的便捷制備及其增強(qiáng)的非線性光學(xué)性能”(Chemistry - A European Journal, 2013, 19(42), 14159-14170)。該研究組首次設(shè)計(jì)并采用1,3-偶極環(huán)化加成反應(yīng)將含有醛基的卟啉一步反應(yīng)直接共價(jià)接枝在多壁碳納米管的p-共軛基干表面,制備了具有較好溶解性和分散穩(wěn)定性的有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料,并采用穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熒光、拉曼、X-射線光電子等多種譜學(xué)手段進(jìn)行了表征。


 

非線性光學(xué)Z-掃描技術(shù)研究顯示,所制備的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料表現(xiàn)出相對(duì)于卟啉和多壁碳納米管單體增強(qiáng)的三階非線性光學(xué)性能;進(jìn)一步的非線性光學(xué)機(jī)制研究表明,其增強(qiáng)的非線性光學(xué)性能和光限制功能可歸因于卟啉基團(tuán)的反飽和吸收、多壁碳納米管的非線性散射及卟啉到多壁碳納米管的光誘導(dǎo)電子或能量轉(zhuǎn)移的累積效應(yīng)。

這一研究成果得到了國際同行評(píng)審專家的很高評(píng)價(jià),兩位專家都將論文學(xué)術(shù)原創(chuàng)性的等級(jí)評(píng)定為“Very Important”;專家在評(píng)審意見中指出:“這是一篇碳管領(lǐng)域的佳作。它解決了諸多問題,推動(dòng)了納米材料應(yīng)用性的進(jìn)一步拓展(This is an excellent work in CNT area. It solves several problems and pushes nanoscale materials application further.),…… 將卟啉基團(tuán)鍵連到多壁納米碳管的表面極大地改善了可溶性,這是納米碳管研究領(lǐng)域的一個(gè)最有吸引力的主題(Attachment of the porphyrin moieties to the surface of the MWCNTs significantly improves the solubility, which is one of the most attracting topics in CNT study)”.

鑒于國際同行評(píng)審專家對(duì)這一研究工作的高度評(píng)價(jià),《歐洲化學(xué)》編輯委員會(huì)還特別將其選為期刊的主封面文章進(jìn)行重點(diǎn)介紹:

 

期刊副主編還特別在“ChemistryViews”上以“Pushing Back Nanoscale Frontiers(推進(jìn)納米前沿)”為主題,專門針對(duì)上述研究成果撰寫了評(píng)論文章,指出“張研究組所制備的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料極具成為光子或光電子器件的可能(these new nanohybrids are promising candidates for photonic and optoelectronic devices.)”。
述研究工作得到了國家杰出青年科學(xué)基金、教育部長江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)及科技部國際合作重點(diǎn)項(xiàng)目等基金的資助。 (中-澳國際聯(lián)合研究中心 化學(xué)與材料工程學(xué)院)



 

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