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Nature子刊!湖南科技大學(xué)在明星分子并六苯的合成與表征方面取得最新進(jìn)展

來(lái)源:化學(xué)加APP      2025-08-06
導(dǎo)讀:近期,湖南科技大學(xué)在《Nature Communications》發(fā)表了題為“A Stable Open-Shell Peri-hexacene with Remarkable Diradical Character”的最新研究成果,湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院碩士生張景基、房小靖與南開(kāi)大學(xué)博士生牛衛(wèi)衛(wèi)為該論文并列第一作者。湖南科技大學(xué)曾望東教授、鄭柏樹(shù)教授,南開(kāi)大學(xué)李光武教授,湖南科技學(xué)院蔣清教授為該論文共同通訊作者,湖南科技大學(xué)為第一通訊單位。
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正文

磁性碳材料由于其獨(dú)特的磁學(xué)性質(zhì)而在室溫磁體,自旋量子學(xué)和量子器件中有卓越的應(yīng)用前景,因此作為一種新型材料備受關(guān)注。存在兩個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展的鋸齒形(zigzag)邊緣結(jié)構(gòu)的石墨烯納米帶可能導(dǎo)致獨(dú)特的開(kāi)殼特性和磁學(xué)性質(zhì)。這些Z字形邊緣上的電子表現(xiàn)出不同的旋轉(zhuǎn)方向使得石墨烯納米帶作為一種新型材料,將成為下一代智能納米電極,光電子,自旋電子學(xué)等研究領(lǐng)域的首選材料。

并苯系列分子作為磁性碳材料中的明星分子,近年來(lái)備受科技界的關(guān)注,但是,對(duì)化學(xué)家們來(lái)說(shuō),其超高的雙自由基特征及高反應(yīng)活性,讓其制備與表征仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

科學(xué)家們前期利用濕法合成技術(shù)合成了世界上僅有的四個(gè)并苯分子,并對(duì)其結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行詳細(xì)的研究。在本研究中,團(tuán)隊(duì)通過(guò)理論計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)、精準(zhǔn)的分子設(shè)計(jì)以及自上而下的濕法合成技術(shù),突破技術(shù)堡壘,成功制備了迄今為止雙自由基特征最高,結(jié)構(gòu)最大的明星分子并六苯。并通過(guò)X射線單晶衍射方法明確其分子化學(xué)結(jié)構(gòu),利用紫外可見(jiàn)光譜儀和飛秒瞬態(tài)吸收光譜儀研究其光學(xué)性能,電化學(xué)工作站測(cè)定其電學(xué)性質(zhì),利用電子自旋共振儀,脈沖電子自旋共振儀和超導(dǎo)量子干涉儀研究其磁學(xué)性能,同時(shí),通過(guò)高斯理論計(jì)算研究了其全局芳香性和電子結(jié)構(gòu)。并六苯分子的成功合成,不僅僅是分子水平上的突破,且研究提供的自上問(wèn)下的方法,對(duì)下一代磁性碳材料的研究提供了良好的借鑒意義,該分子在有機(jī)電子學(xué)、自旋電子學(xué)、量子器件等前沿科學(xué)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。同時(shí),也是契合湖南省“三高四新”中具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的科技創(chuàng)新高地戰(zhàn)略布局的一環(huán)。該項(xiàng)目得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、湖南省自然科學(xué)基金杰出青年項(xiàng)目,湖南省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目等的支持。

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1. 具有代表性意義的閉殼和開(kāi)殼自由基共振形式的并苯系列分子

文獻(xiàn)詳情:

A stable open-shell peri-hexacene with remarkable diradical character.
Jinji Zhang, Xiaojing Fang, Weiwei Niu, Yiming Yu, Yanlin Hu, Jiawen Sun, Ying Xu, Zhihua Zhou, Heyuan Liu, Xiaonan Fan, Baishu Zheng, Qing Jiang, Guangwu Li & Wangdong Zeng
Nat Commun,2025
https://doi.org/10.1038/s41467-024-55556-5
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