Syntetiska kolallotroper är fascinerande för sina enastående egenskaper och potentiella tillämpningar. Forskare har ägnat decennier åt att syntetisera nya typer av kolmaterial. En tvådimensionell fulleren, som har en unik struktur, har dock inte syntetiserats med framgång förrän nu.

En forskargrupp ledd av prof. Zheng Jian från Institute of Chemistry vid den kinesiska vetenskapsakademin (ICCAS) utvecklade en ny mellanskiktsbindande klyvningsstrategi för att förbereda en tvådimensionell monolager polymer fulleren.

Forskarna beredde magnesium intercalated C₆₀ bulkkristaller som prekursor till exfolieringsreaktionen. De använde sedan en ligand-assisterad katjonbytesstrategi för att klyva mellanskiktsbindningarna till bulkkristaller, vilket ledde till att bulkkristallerna exfolierades till monolager nanoark.

Strukturen av monolager polymer C₆₀ undersöktes med enkristallröntgendiffraktion och sveptransmissionselektronmikroskopi (STEM). I detta monolager polymert C₆₀ , klusterburar av C₆₀ är kovalent bundna med varandra i ett plan och bildar en regelbunden topologi som skiljer sig från den för konventionella 2D-material.

Dessutom monoskiktet polymert C₆₀ uppvisar en intressant anisotropisk egenskap i planet och ett måttligt bandgap på 1,6 eV, vilket gör den till en potentiell kandidat för användning i elektroniska enheter.

"Arbetet är det första att syntetisera en monolager polymer fulleren. Det är av stor betydelse, eftersom det lägger till en ny medlem till kolmaterialfamiljen," sa Zheng. "Detta arbete har öppnat ett nytt forskningsfält inom tvådimensionella kolmaterialområden och syntesstrategin kan ge ett unikt perspektiv när det gäller att utforska nytt kolmaterial."

Studien, med titeln "Synthesis of a monolayer fulleren network", publicerades i Nature . + Utforska vidare

Organisk katjoninterkalering:En effektiv strategi för att manipulera bandtopologi och supraledning