山西大学 成功预测硼球烯家族新成员

近日,山西大学翟华金、李思殿课题组通过广泛的全局极小结构搜索和严格的第一性原理理论计算,成功预测了新的硼球烯家族成员——手性硼球烯C1 B41+和C2 B422+的存在,实现了硼球烯化学的又一重要突破。这项成果已发表于德国《应用化学》。

近日,山西大学翟华金、李思殿课题组通过广泛的全局极小结构搜索和严格的第一性原理理论计算,成功预测了新的硼球烯家族成员——手性硼球烯C1 B41+和C2 B422+的存在,实现了硼球烯化学的又一重要突破。这项成果已发表于德国《应用化学》。

1985年,以笼状C60为代表的碳富勒烯家族的发现成为世界科学史上的重要里程碑。该成果1996年获诺贝尔化学奖,为之后的单壁碳纳米管及单原子层石墨烯的发现奠定了基础。多年来,科学家们一直在探索周期表中与碳紧邻的硼是否也可能形成类似于碳的笼状富勒烯及其它一维和二维纳米结构。

以C60为代表的传统碳富勒烯是由碳单链交织而成的笼状分子,而以B40为代表的硼球烯团簇则代表一类由硼双链交织而成的新颖化学结构。最新研究表明,与富勒烯类似,硼球烯分子可以作为分子器件,进行各种配体保护、化学修饰和金属掺杂;基于硼球烯结构,可能形成类似于石墨烯和碳纳米管的新颖硼平面和纳米管材料。新颖硼纳米材料在能量储存、半导体材料、催化等领域具有重要应用前景。硼球烯家族的发现预示着一个与碳富勒烯家族平行、具有广阔应用前景的研究领域的兴起。

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