記者從中國科學技術大學獲悉，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，并對其強圓偏振發(fā)光(CPL)性質(zhì)進行了深入研究。該成果日前發(fā)表在國際著名學術期刊《德國應用化學》上。
由于其突出的機械、電學以及光學性質(zhì), 碳納米管材料在納米科技和電子學領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體納米管的隨機混合物。利用有機化學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注。由于不存在鏈端效應且具有高的對稱性和應變能，π共軛大環(huán)化合物表現(xiàn)出卓越的光電學性能，在有機光電領域的應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，是手性光學應用的理想選擇。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。
這一成果實現(xiàn)了新型螺旋手性管狀共軛材料合成，并為設計制備高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)
關鍵詞： 螺旋手性碳納米管片段
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