合成提供含有240 sp的分子圆柱体2碳原子

图为分子结构的侧面和俯视图

来源:©美国科学促进会

新分子结构C的侧视图和俯视图304H264

日本的研究人员通过将苯环连接在一起,创造了一种新型的碳纳米管。

与普通的碳纳米管(类似于石墨卷起来的薄片)不同,苯纳米管是由Hirouki Isobe和他在东京大学的同事们的研究中发现了一些孔洞或缺陷,这些孔洞或缺陷形成了一个规则的图案。就其性质而言,这可能是一个潜在的优势——没有任何缺陷的完美纳米管是出了名的难以合成的,而且通常在不规则的地方有缺陷,这对它们的性质有不可预测的影响。

Isobe的团队通过九个步骤组装了其中一个纳米管,首先将六个苯分子组合成一个六边形环-环-间苯(CMP)。他们加入了四个cmp,首先形成了一个开放式的立方体,然后用铂原子形成了一个圆形。最后,他们用一系列的偶联反应将几个CMP环结合在一起,制成了一个含有40个苯环的圆柱体,这些苯环在1,3和5的位置上相互连接。他们利用光谱学和晶体学证实了他们创造的化合物的多孔性和管状性质。

后续的计算研究表明,将几个圆柱体端到端连接在一起,可以制造出具有规则缺陷的碳纳米管,这些缺陷可以用来调节它们的电子特性。