今日Science：通過“HF-拉鏈”策略在金紅石TiO2表面定制納米石墨烯

木文韜 5年前 (2019-01-04) 5060瀏覽

【引言】

通過在單晶金屬表面合理表面輔助C-C耦合合成的碳基納米結構，包括富勒烯和富勒烯片段的單獨異構體、純手性碳納米管、原子精確的納米石墨烯（NGs）和石墨烯納米帶（GNRs）。多環芳烴（PAH）前驅體連續的熱引發脫氫環化需要與目標納米結構的C-C連接，這也是表面合成策略中的關鍵轉化。類似的策略在Au（111）表面上形成原子級精確的GNRs，這一發現為在選定的貴金屬表面上制備復雜的分子納米結構鋪平了道路。然而，對于大多數實際應用，碳基納米結構必須轉移到絕緣或半導體表面。

【成果簡介】

今日，在波蘭雅蓋隆大學&美國橡樹嶺國家實驗室M. Kolmer教授和德國埃朗根-紐倫堡大學K. Amsharov（共同通訊作者）團隊的帶領下，報道了碳(C) -氟(F)鍵的活化是一種可靠的、通用的工具，能夠直接在金屬氧化物表面上進行分子內芳基-芳基偶聯。通過C-F鍵活化實現的多步轉化導致了多米諾式耦合，其直接在金紅石TiO₂表面上形成定制的納米石墨烯。由于有效的區域選擇性拉鏈，從柔性前驅體中獲得了目標納米烯。前體結構中的F位置明確地決定了“拉鏈程序”的運行，導致了低聚亞苯基鏈的卷起。高效率的HF-拉鏈方法對直接在絕緣和半導電表面上合理合成納米石墨烯和納米帶具有吸引力。相關成果以題為“Fluorine-programmed nanozipping to tailored nanographenes on rutile TiO₂?surfaces”發表在了Science上。