記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校杜平武教授課題組首次合成了螺旋手性碳納米管片段，并對其強(qiáng)圓偏振發(fā)光(CPL)性質(zhì)進(jìn)行了深入研究。該成果日前發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》上。
由于其突出的機(jī)械、電學(xué)以及光學(xué)性質(zhì), 碳納米管材料在納米科技和電子學(xué)領(lǐng)域中扮演著非常重要的角色。然而，傳統(tǒng)的制備方法難以控制碳納米管的生長，只能得到金屬納米管和半導(dǎo)體納米管的隨機(jī)混合物。利用有機(jī)化學(xué)自下而上的合成方法是制備高純度碳納米管的理想策略之一。管狀非平面共軛大環(huán)化合物因其大的π體系、確定的尺寸和形狀而受到越來越多的關(guān)注。由于不存在鏈端效應(yīng)且具有高的對稱性和應(yīng)變能，π共軛大環(huán)化合物表現(xiàn)出卓越的光電學(xué)性能，在有機(jī)光電領(lǐng)域的應(yīng)用方面顯示出巨大的潛力。特別是具有大的不對稱因子和高PL量子產(chǎn)率的手性共軛大環(huán)化合物，是手性光學(xué)應(yīng)用的理想選擇。但迄今為止，合成具有特定尺寸和直徑的全π共軛手性納米管片段仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。
科研人員基于前期在碳納米管新結(jié)構(gòu)合成和光物理性質(zhì)方面的系列工作，巧妙地利用蒽作為多環(huán)芳烴構(gòu)筑單元，首次合成了螺旋手性碳納米管片段;隨后通過紫外可見、熒光、核磁共振、圓二色性和CPL光譜，結(jié)合理論計算研究了其光物理性質(zhì)。與平面蒽單體相比，該手性π共軛大環(huán)在吸收光譜和發(fā)射光譜中均顯示出顯著的紅移，并且顯示出極強(qiáng)的圓偏振發(fā)光，比目前報道的最好的CPL活性材料提高了100倍以上。
這一成果實(shí)現(xiàn)了新型螺旋手性管狀共軛材料合成，并為設(shè)計制備高CPL活性材料和利用其做模板制備單一手性碳納米管提供了新思路。(記者吳長鋒)
關(guān)鍵詞： 螺旋手性碳納米管片段
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