显微镜全面揭示2 d共价聚合物的形成

利用扫描隧道显微镜(STM),研究人员观察了乐队的二维动态共价聚合物-共价有机框架的基本构建块(咖啡)。这些详细的图像将有助于理解复杂的增长机制,可能定制合成堆叠结构铺平了道路。

二维咖啡的发展涉及到复杂的化学转换,不断形成和破碎的债券,“解释道史蒂文·德·Feyter从比利时鲁汶KU,共同研究。此外,其他进程相关的结晶也发挥作用。”然而,很少有人知道这些反应的关于机械和动力方面,”他补充道。现在,STM提供了一个适当的聚合过程的照片,清楚地展示单体,低聚物,他们的进化。

STM拍照的每一分钟,这与反应速度惊人的一致,允许一个循序渐进的监控整个过程,“共同评论奥利留Mateo-Alonso在圣塞巴斯蒂安Polymat,西班牙。起初,研究人员观察小结晶核的形成,由单一的结构pyrene-2, 7-diboronic酸——一个常见的咖啡世界的单体。二聚体和小寡聚物出现和消失,直到他们的规模大到足以启动聚合过程。的第一个图片展示成核的动态特性和在这些材料伸长,“Mateo-Alonso解释道。此外,研究人员进行了计算模拟来补充的结论,甚至开发了新的建模方法。

在显微镜下观察2 d-cofs在技术上具有挑战性,根据纳米材料专家莱斯利Hamachi加州州立理工大学的我们。”研究人员克服(挑战),观察到二维实时聚合物的发展,在环境条件下,从而使基本说明如何利用这些材料生长,”她说。理解的结晶机制可能导致减少缺陷和定制的方向,通常都需要在现实生活中的应用。的合成方法改进和材料质量的增加,[我们]看到性能大幅增加,“Hamachi解释道。

“(这项研究)证实了我们长久以来的信仰咖啡形成机制,“补充道奥马尔Yaghi、材料专家和咖啡先锋加州大学伯克利分校。2 d-cof层的形成背后的过程描述和猜测的,他说,但是“观察很强大”。这些二维的化学材料越来越有趣,因为他们独特的属性。“2 d咖啡甚至可能发现应用程序在设计师膜和电子元素,他们的多才多艺…的设计和功能是只与一些有机框架,“Yaghi补充道。

到目前为止,作者只有破译2 d聚合的基本参数——结论不转化为三维的咖啡,作为他们的形成遵循不同的机制。“[这些]合成包括层间堆积过程和不局限于——(表面)增长,“Hamachi说。

“考虑到影响,阐明机制(传统)的合成聚合物,我们设想这些发现可以使制备的2 d咖啡具有类似水平的精度和tuneability,“Mateo-Alonso说。这些结果可能会加速其他定制结构的制备2 d咖啡、异质结构——“三明治”等不同的层状材料,如石墨烯和过渡金属dichalcogenides。异质结构结合两全其美,除此之外,他们可能导致创新应用在催化和电子产品。