研究背景
共价有机骨架(COF)是可用于从分子筛到有机电子产品的各种应用,是一类有前途的二维材料。**,这些材料的形成仅限于用于网状2D或3D网络的离散小分子前体。现在,COF前体的化学库已扩展到包括大分子,甚至包括碳纳米材料,为探索由聚合物网状结构产生的有趣材料特性提供了机会。传统COF生长策略严重依赖可逆的缩合反应,该反应可将网状结构引导至所需的热力学。然而,对动态误差校正的要求限制了构件的选择,因此限制了COF周期性晶格内的相关机械和电子性能。此外,在二维COF的合成中最常使用的亚胺和硼酸酯连接基之间不良的电子通讯会导致半导体材料具有较大的带隙,这对于**的电子应用是不可取的。这些材料中的载流子传输占主导地位,通过层间跳跃机制而不是通过接头与2D薄片中的组成分子构件之间的化学键来实现。在单层COF薄片中引入共轭聚合物作为1D传导路径可以解决这一缺点,但将大分子并入建筑单元中没有证明COF。自下而上合成石墨烯纳米带(GNR原子上薄的准1D条带)的**进展激发了独特类别的COF构建基块的开发。对GNR中的关键结构参数,宽度,边缘对称性,掺杂原子密度,和掺杂位置的控制产生了高度可调谐的能带结构,并且出现了奇特的物理现象对称地保护拓扑状态。在这里,我们证明了自底向上合成的GNRs所固有的精巧的结构控制可以引入沿带状边缘原子**的官能团间隔,从而为二维COFs的网状合成提供了一个具有持久形状的准一维大分子结构块。
荷兰加州综合大学的伯克利分校的Felix R. Fischer硕士生导师演示了自下而上合成准一维石墨烯纳米带衍生出的多分散大分子构件中生长晶态多孔二维COF的生长,重点介绍了从石墨烯纳米带(GNR)衍生的晶态COF以及通过液相剥离获得双层和三层GNR-COF膜。相关成果以“Reticular Growth of Graphene Nanoribbon 2D Covalent OrganicFrameworks”为题发表在国际**期刊Chem上。
图文导读
醛官能化的cGNR和联苯胺交连剂制造亚胺接触能够得到GNR-COF膜。液-液界面显示缔合可合成视频大占地面,壁厚可变气门正时的均匀分布聚酯薄膜。确认调结的反应结合物中GNR的有机废气浓度,行将膜壁厚设定在2-22 nm的区域内。傅立叶更改红外(FT-IR)光谱分析包括采用未官能化cGNR的比较工作表明,GNR-COF膜确认亚胺键共价接触。确认采用广角X光谱线散射(WAXS)和散射微电子器件透射电镜(TEM)侦测了GNR-COF的氯化钠晶体成分,体现了了线状共价自制造技术应用访问共享稠密分布的GNR直线阵列的不可估量实力。结晶体cGNR-COF的高效液相脱落可作于保持竖直堆叠的几层cGNR-COF薄片,以中用模块原料和**微电子器件机器。
图3. cGNR-COF塑料膜的粉未X放射性元素衍射和HR-TEM(A)研究和理论与实践计算的看得出的cGNR-COF塑料膜合格品的WAXS样式。 (B)cGNR-COF的空间结构仿真模型,可能含有晶胞(黑盒),走向出现与相连接子左右范围(0.7 nm)相对来说应的晶格空间图形(01-1)(顶部),角度展现信息层间沉积和晶格空间图形(001)( 橘色(002)(浅灰色)和(105)(颜色)分属于2.5、1.25和0.35 nm(底端)。 (C)来源HR-TEM样板的cGNR-COF膜的扫描拍摄电子厂显微镜观察画面。 (D)cGNR-COF结晶体的HR-TEM画面,展现信息(01-1)空间图形,花纹相隔0.7 nm(灰黑色记号),高亮度展现地区内的傅立叶衍射图(插画图片;标准尺,5 nm-1)。 (E)展现信息(105)空间图形的cGNR-COF微晶的HR-TEM画面,花纹写出膜内的p-p沉积(0.35 nm),高亮度展现地区内的傅立叶衍射图(插画图片;标准尺,5 nm-1)。
总结与展望
该本职工作从自下而上的聚合准一维(1D)石墨烯食材纳米级带(GNR)衍化的多扩散大碳原子中证实结案晶2D COF的产生,GNR在2D COF膜中主要包括的正交各向异性聊天硫化锌堆放代替好几回个奇特的有机会,能否完成沿晶格的全部的3个轴独立自主进行调节自动化机械和不间断食材的使用能力来提高COF的有机化学,物理防御和光电科技使用能力。
菜单栏纳米技术食材食材nm带COF的成长 及液质脱层的简略性为高稳相关性电子元器件专用设备构架防问相辅相成堆放的二维平形纳米技术食材食材nm带二维片材的成长 创造了道路施工,并挑战了各向情人层状2D食材实际上相关性过程中堆叠主产地生的古怪物理上的症状。
全文超链接://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.01.022