纳米石墨烯和石墨烯纳米带作为多功能材料的现状和前景

纳米石墨烯(NGs)和石墨烯纳米带(GNR)是从石墨烯薄片上切下的,是连接分子世界和块体碳材料世界的理想材料。虽然已经开发出各种自上而下的方法以高产量生产此类纳米结构,但在目前的观点中,强调通过现代溶液和表面合成实现的NGs和GNR的长度、宽度和边缘结构的精确结构控制。

德国马普高分子所Klaus Müllen团队分析了纳米石墨烯和石墨烯纳米带作为多功能材料的现状和前景。相关文章于2022年6月7日发表在《美国化学会杂志》。

纳米石墨烯(NGs)和石墨烯纳米带(GNR)是从石墨烯薄片上切下的,是连接分子世界和块体碳材料世界的理想材料。虽然已经开发出各种自上而下的方法以高产量生产此类纳米结构,但在目前的观点中,强调通过现代溶液和表面合成实现的NGs和GNR的长度、宽度和边缘结构的精确结构控制。

它们的结构可能性已从“平地”进一步扩展到三维世界,在三维世界中,手性和利用手性是王冠上的宝石。除了在分子水平上表现出的特性外,自组装和薄膜结构也不容忽视,这强调了加工技术的重要性。借助手中丰富的化学工具包,NGs和GNR可以被赋予从受激发射到自旋电子学、从生物成像到储能等多种性质和功能,从而在当前和未来的材料科学中展示其多功能性。

附:英文原文

Title: Nanographenes and Graphene Nanoribbons as Multitalents of Present and Future Materials Science

Author: Yanwei Gu, Zijie Qiu, Klaus Müllen

Issue&Volume: June 7, 2022

Abstract: As cut-outs from a graphene sheet, nanographenes (NGs) and graphene nanoribbons (GNRs) are ideal cases with which to connect the world of molecules with that of bulk carbon materials. While various top-down approaches have been developed to produce such nanostructures in high yields, in the present perspective, precision structural control is emphasized for the length, width, and edge structures of NGs and GNRs achieved by modern solution and on-surface syntheses. Their structural possibilities have been further extended from “flatland” to the three-dimensional world, where chirality and handedness are the jewels in the crown. In addition to properties exhibited at the molecular level, self-assembly and thin-film structures cannot be neglected, which emphasizes the importance of processing techniques. With the rich toolkit of chemistry in hand, NGs and GNRs can be endowed with versatile properties and functions ranging from stimulated emission to spintronics and from bioimaging to energy storage, thus demonstrating their multitalents in present and future materials science.

DOI: 10.1021/jacs.2c02491

Source: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02491

 

 

期刊信息

JACS:《美国化学会志》,创刊于1879年。隶属于美国化学会,最新IF:14.612
官方网址:https://pubs.acs.org/journal/jacsat
投稿链接:https://acsparagonplus.acs.org/psweb/loginForm?code=1000

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