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名古屋大学开发出新型三维纳米碳材料合成方法
2020年08月10日 发布 分类:行业要闻 点击量:433
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“碳”具有多种同素异形体,如富勒烯(球体,1996年诺贝尔奖),碳纳米管(圆柱体,1991年被发现)和石墨烯(薄片,2010年诺贝尔奖)等,由于每种纳米碳材料都具有自己独特的优异个性,因此广受世人关注。

事实上,除了以上这些实际产出的二维形态外,理论上其实还有很多周期性的三维纳米碳被提出。科学家预估,这些周期性的三维纳米碳将具有比金刚石更优越的性质,因此多年来人们花费了大量精力试图合成这些理论分子。然而到目前为止,合成具有精确控制结构的三维纳米碳材料仍然是一个极具挑战性的课题。

不过这事最近有了新进展。据外媒报道,名古屋大学生物分子研究所的Kenichiro Itami教授带领研究小组成功开发了一种合成三维纳米碳的新方法,使用钯催化剂连接多环芳烃以形成八边形结构,从而成功地进行了三维纳米碳分子的合成。科学家认为,这种新工艺具有推动材料科学发展的潜力。

 

钯催化剂的环化二聚和环化交联反应

合成的分子如下图所示,在八元环的基础上,它呈现出高度弯曲的形式,这种新分子使用现有的方法是无法合成的。图中用蓝色强调的部分显示了合成的分子作为周期性三维纳米碳的子结构的一部分。因此,通过这种新的方法,这个团队彻底改变了周期性三维纳米碳的合成。

 

科学家认为,这项研究提供了一种全新的三维纳米碳化物的合成方法,是有机合成化学、材料科学和催化剂化学领域的一大飞跃。而利用该方法合成的纳米碳化物,有望在超硬材料及燃料电池等领域获得广泛应用。

粉体圈 Coco

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