號外！表面化學開發新奇產品！

材料牛注：表面化學反應可能會產生新的化合物？瑞士的科學家們是如何發現的？又將怎樣應用推廣？

瑞士納米科學研究所和巴塞爾大學物理系的科學家們與其來自日本和芬蘭的同事們在Nature Communications發表論文，論述表面化學反應可能會產生溶液化學尚未合成的新化合物，并說明第一步、第二步和第三步的產品可以通過高分辨率的原子力顯微鏡進行詳細分析。

在納米技術的眾多應用中，表面上的單個分子可以滿足特定的功能——如傳導電流或發射光信號。理想情況下，科學家們可以在表面直接合成非常復雜的化學成分。同時，表面化學反應在超高分辨率原子力顯微鏡的幫助下一步步地完成，得到的數據使他們獲得精確的分子結構，并沿著路徑算出能量。

為了完成試驗，Ernst Meyer的同事們選擇了一個由三鍵結合的三個苯環組成的分子。當研究者將這種分子應用到銀表面時，分子排列一致，但沒有化學反應發生。

以銅為催化劑

然而，在銅表面，分子在-123℃時即可發生反應。由銅原子的催化下，前體分子結合了兩個氫原子，從而改變其結構和空間排列。當樣本加熱到200℃，在兩個五邊形環形成的位置發生了進一步的反應。最后兩步反應產生了某種芳香烴化合物，這恰恰是溶液化學沒有合成過的物質。

研究人員在超高真空條件下進行這些試驗，并利用高分辨率的原子力顯微鏡監測合成物。與計算機產生的精確的分子結構相比，它可以完全匹配顯微鏡圖像。

量身定制的納米結構

通過他們的實驗，國際研究小組已經確定：表面化學可以產生新產品。Meyer說，這種非常純粹的化學形式為我們提供了可以量身定制的表面納米結構，應用于各種不同的方面。在上述提及的例子中，銅的功能是催化，并通過加熱來控制前體分子的化學反應，同時通過原子力顯微鏡來監測。

原文鏈接：On-surface chemistry leads to novel products。

文獻鏈接：Thermal control of sequential on-surface transformation of a hydrocarbon molecule on a copper surface。

本文由編輯部楊超提供素材，劉萬春編譯，點我加入材料人編輯部。