Синтетические аллотропы углерода интригуют своими исключительными свойствами и потенциальными применениями. Ученые посвятили десятилетия синтезу новых видов углеродных материалов. Однако до сих пор не удалось синтезировать двумерный фуллерен, обладающий уникальной структурой.
Недавно исследователи разработали новую стратегию расщепления межслойных связей для получения двумерного монослоя полимерного фуллерена.
Исследовательскую группу возглавил профессор Чжэн Цзянь из Института химии Китайской академии наук (ICCAS).
Ученые подготовили объемные кристаллы C60 с интеркалированием магния в качестве предшественника реакции расслоения.
Затем они использовали стратегию катионного обмена с помощью лиганда, чтобы расщепить межслойные связи на объемные кристаллы, что привело к расслаиванию объемных кристаллов на однослойные нанолисты.
Структура монослойного полимера С60 исследована методами рентгеновской дифракции монокристаллов и сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (STEM).
В этом монослойном полимере C60 кластерные клетки ковалентно связаны друг с другом в плоскости, образуя регулярную топологию, отличную от топологии обычных 2D-материалов.
Кроме того, монослойный полимер C60 демонстрирует интересное свойство анизотропии в плоскости и умеренную ширину запрещенной зоны 1,6 эВ, что делает его потенциальным кандидатом для использования в электронных устройствах.
«Работа является первой по синтезу монослойного полимерного фуллерена. Это имеет большое значение, так как добавляет нового члена в семейство углеродных материалов», — сказал Чжэн Цзянь.
«Наша работа открыла новую область исследований в области двумерных углеродных материалов, и стратегия синтеза может обеспечить уникальную перспективу в изучении нового углеродного материала».
Исследование было опубликовано в журнале Nature.