纳米带

该方法兼容多种芳香烃及非苯环烃前驱体，适配SWCNTs和BNNTs两类宿主材料，并支持同位素标记和氮原子掺杂的精准引入。结合共振拉曼光谱对带隙的精确测量和UPS对费米能级的系统表征，该策略为石墨烯纳米带的规模化制备与能带工程提供了坚实的技术基础。

本研究成功发展了一种简洁的溶液相合成方法，实现了原子级精准的稠合双PdII碳杂卟啉嵌入石墨烯纳米带片段的合成，同时为发展兼具结构精准性与功能可调性的新型NIR-II光热材料提供了新思路。后续课题组将继续设计合成尺寸更长，结构精准的碳杂卟啉-石墨烯纳米带结构，并且拓展其潜在应用。

总结了近年来这一领域的进展，主要包含三个方面的内容：一是利用活性聚合策略（living polymerization）以得到具有窄分散度的GNR；二是利用常规的迭代合成策略（conventional iterative synthesis）以制备特定的GNR纯净物；三是利用保护基辅助的迭代合成策略（protecting group aided iterative synthesis，PAIS）以构筑结构多样化的单分散GNR。

在这项工作中，作者在溶液相首次合成了卟啉基团分别锚定在纳米带相对两侧边缘的石墨烯纳米带（GNR-Por）。该工作展示了一条可推广的设计策略：通过引入大尺寸、具有特殊光电功能的边缘基团，纳米带的独特的周期性“波浪状”结构，进而在溶液相获得单根分散，并解锁其本征输运与新型发光行为。高迁移率与近红外室温磷光的结合，也使这类材料在溶液加工的单分子晶体管与磷光相关光电应用等方向展现潜力。

研究发现：Zn掺杂的ZnPor–3ZGNR具有高度分散的导带和价带电子结构，其载流子有效质量低，展现出极高的载流子迁移潜力；2HPor–3ZGNR能够自发捕获金衬底表面的Au原子，形成金属化单元，引发局部电荷掺杂，从而与未金属化单元之间形成显著的电子态差异，并在纳米带内部构建出P–N异质结；掺杂磁性金属Fe的FePor–3ZGNR中，Fe的d轨道与纳米带的π电子态发生强烈杂化，实现了相邻铁单元间的长程自旋超交换耦合。

近日，西班牙CSIC-UPV/EHU材料物理中心Ignacio Piquero-Zulaica、Martina Corso、Aran Garcia-Lekue合成了一种新型的二维碳同素异形体，其具有周期性间隔联苯链段的功能性NPG。

研究巧妙地设计前驱体分子BMDP，利用其Wurtz Coupling 以及脱氢环化反应，在Au(111)表面上成功将5/7/5非苯结构单元嵌入到石墨烯纳米带中。

作者详细归纳了几种典型的表面合成途径：一是通过精心设计芳香前体分子、选择特定取代位点和官能团，利用Ullmann偶联结合脱氢环化反应，实现含四元环、五元环、八元环等GNRs结构的精准构筑；二是通过 [2+2] 环加成反应直接形成四元环片段；三是通过链间熔合反应实现更宽更多元的非六元环GNRs结构；四是通过热诱导骨架重排反应获得传统反应无法合成的新颖杂元环结构。

该研究展示了高压拓扑化学反应在原子级精准掺杂与能带工程中的强大潜力，为可规模化制备结构特定、性质可控的碳基纳米材料提供了一条全新途径。