Dans une étude dirigée par le professeur Wei Xu (Centre de recherche interdisciplinaire sur les matériaux, École de science et d'ingénierie des matériaux, Université de Tongji) et publiée dans la revue National Science Review , une équipe de recherche a réussi la synthèse d'une chaîne carbonée unidimensionnelle sur la surface de l'Au(111), la chaîne la plus longue contenant environ 120 atomes de carbone, et la nature polynique de la chaîne carbonée a été caractérisée sans ambiguïté par la force atomique résolue par la liaison. microscopie (AFM).
La création de nouvelles formes de carbone avec différentes topologies est devenue un sujet passionnant à la fois en chimie fondamentale et en science des matériaux. Le carbyne (chaîne carbonée linéaire), un allotrope de carbone linéaire hybride sp insaisissable, fascine les chimistes et les physiciens depuis des décennies. En raison de sa grande réactivité chimique et de son extrême instabilité, le carbyne a été beaucoup moins exploré.
La synthèse en surface apparaît comme une approche prometteuse pour la fabrication atomiquement précise de nanostructures 1D hautement réactives avec hybridation sp qui pourraient difficilement être synthétisées via la chimie de synthèse en solution conventionnelle. Le groupe de Xu a utilisé la stratégie de synthèse en surface, en utilisant C4 Br6 en tant que précurseur, pour synthétiser des chaînes carbonées polyyniques à la surface de l'Au(111) via une polymérisation déshalogénée et une démétallisation ultérieure, et la chaîne la plus longue est constituée d'environ 120 atomes de carbone.
L'AFM résolu en liaisons a révélé sans ambiguïté la structure polyynique des chaînes carbonées avec une alternance de liaisons simples et triples.
De plus, pour mesurer la propriété électronique intrinsèque de la chaîne carbonée, un C14 spécifique le polyyne a été produit par déshalogénation induite par la pointe et ouverture du cycle de la molécule de décachloroanthracène (C14 Cl10 ) sur une surface bicouche NaCl/Au(111) à 4,7 K. Les propriétés électroniques ont été caractérisées par spectroscopie à effet tunnel (STS), présentant deux pics prononcés à –3,4 V et 2,4 V, correspondant aux résonances ioniques positives et négatives (PIR et NIR), respectivement, présentant une bande interdite de 5,8 eV.
Ce travail du groupe du professeur Wei Xu fournit des informations expérimentales sur la résolution des liaisons dans la structure des chaînes carbonées polyyniques et peut ouvrir une voie pour la synthèse et la caractérisation de polyynes longues sans groupes terminaux.
Plus d'informations : Wenze Gao et al, Synthèse et caractérisation en surface des chaînes de carbone polyyniques, National Science Review (2024). DOI : 10.1093/nsr/nwae031
Fourni par Science China Press
