今日Science：通过“HF-拉链”策略在金红石TiO2表面定制纳米石墨烯

木文韬 5年前 (2019-01-04) 5351浏览

【引言】

通过在单晶金属表面合理表面辅助C-C耦合合成的碳基纳米结构，包括富勒烯和富勒烯片段的单独异构体、纯手性碳纳米管、原子精确的纳米石墨烯（NGs）和石墨烯纳米带（GNRs）。多环芳烃（PAH）前驱体连续的热引发脱氢环化需要与目标纳米结构的C-C连接，这也是表面合成策略中的关键转化。类似的策略在Au（111）表面上形成原子级精确的GNRs，这一发现为在选定的贵金属表面上制备复杂的分子纳米结构铺平了道路。然而，对于大多数实际应用，碳基纳米结构必须转移到绝缘或半导体表面。

【成果简介】

今日，在波兰雅盖隆大学&美国橡树岭国家实验室M. Kolmer教授和德国埃朗根-纽伦堡大学K. Amsharov（共同通讯作者）团队的带领下，报道了碳(C) -氟(F)键的活化是一种可靠的、通用的工具，能够直接在金属氧化物表面上进行分子内芳基-芳基偶联。通过C-F键活化实现的多步转化导致了多米诺式耦合，其直接在金红石TiO₂表面上形成定制的纳米石墨烯。由于有效的区域选择性拉链，从柔性前驱体中获得了目标纳米烯。前体结构中的F位置明确地决定了“拉链程序”的运行，导致了低聚亚苯基链的卷起。高效率的HF-拉链方法对直接在绝缘和半导电表面上合理合成纳米石墨烯和纳米带具有吸引力。相关成果以题为“Fluorine-programmed nanozipping to tailored nanographenes on rutile TiO₂surfaces”发表在了Science上。