La structure du polymère monocouche C60. Crédit :Studio Ella Maru
Les allotropes de carbone synthétique fascinent par leurs propriétés exceptionnelles et leurs applications potentielles. Les scientifiques ont consacré des décennies à la synthèse de nouveaux types de matériaux carbonés. Cependant, un fullerène bidimensionnel, qui possède une structure unique, n'a pas été synthétisé avec succès jusqu'à présent.
Un groupe de recherche dirigé par le professeur Zheng Jian de l'Institut de chimie de l'Académie chinoise des sciences (ICCAS) a développé une nouvelle stratégie de clivage de liaison intercouche pour préparer un fullerène polymère monocouche bidimensionnel.
Les chercheurs ont préparé du magnésium intercalé C60 cristaux massifs comme précurseur de la réaction d'exfoliation. Ils ont ensuite utilisé une stratégie d'échange de cations assistée par un ligand pour cliver les liaisons intercouches en cristaux massifs, ce qui a conduit à l'exfoliation des cristaux massifs en nanofeuilles monocouches.
La structure du polymère monocouche C60 a été explorée par diffraction des rayons X sur monocristal et microscopie électronique à transmission à balayage (STEM). Dans ce polymère monocouche C60 , cages à grappes de C60 sont liés de manière covalente les uns aux autres dans un plan, formant une topologie régulière distincte de celle des matériaux 2D conventionnels.
De plus, le polymère monocouche C60 présente une propriété anisotrope dans le plan intéressante et une bande interdite modérée de 1,6 eV, ce qui en fait un candidat potentiel pour une utilisation dans les appareils électroniques.
"Ce travail est le premier à synthétiser un fullerène polymère monocouche. Il est d'une grande importance, car il ajoute un nouveau membre à la famille des matériaux carbonés", a déclaré Zheng. "Ce travail a ouvert un nouveau champ de recherche dans les domaines des matériaux carbonés bidimensionnels et la stratégie de synthèse pourrait offrir une perspective unique dans l'exploration de nouveaux matériaux carbonés."
L'étude, intitulée "Synthesis of a monolayer fullerene network", a été publiée dans Nature . Intercalation de cations organiques :une stratégie efficace pour manipuler la topologie des bandes et la supraconductivité
