石墨烯纳米带(GNRs)因其优异的电子和磁性能而备受关注。到目前为止,还没有一种制造方法可以大规模制备原子级精度的GNRs,但这对于基础研究和未来技术的发展至关重要。近日,东京大学Takashi Uemura等报道了一种利用金属有机骨框架(MOF)以原子精度进行GNRs大规模合成的方法。
本文要点:
1)作者发展了一种以MOF为模板,在MOF([ZrO(biphenyl-4,4’-dicarboxylate)]n)的纳米通道内通过苝(PER)或其衍生物的聚合来合成GNRs的方法。
2)分子动力学模拟表明,PER通过宿主-客体相互作用沿MOF的纳米通道单轴排列,从而可以调节纳米带的生长。
3)对合成的GNR的一系列表征(包括NMR,UV/vis/NIR和拉曼光谱测量)表明制备的GNR具有可控的边缘结构和宽度。
该工作表明,MOFs纳米通道对GNR的纳米约束不仅有助于先进的纳米杂化材料的制备,而且还有助于理解GNR的性质。
Takashi Kitao, et al. Scalable and Precise Synthesis of Armchair-Edge Graphene Nanoribbon in Metal–Organic Framework. J. Am. Chem. Soc. 2020,
DOI: 10.1021/jacs.0c00467
https://doi.org/10.1021/jacs.0c00467