聚合物显示了一些骨干就先延长金属脊柱

21-atom镍链是有史以来最长的金属聚合物。稳定的大分子配体壳,这些一维分子导线熔丝的耐久性塑料与金属的电导率和可能对纳电子学有着重要的意义。

金属和聚合物材料在我们的日常生活中是至关重要的,但不同的电子结构的金属和非金属原子意味着很难有效地结合这些多功能材料的属性。强大的非金属债券传统聚合物稳定但作为热和电子绝缘体,而弱金属−交互排除形成稳定的金属链。已知的大多数metallopolymers是基于有机金属重复单元,并且不特性直接金属−交互,”解释道丽贝卡·马斯格雷夫从伦敦国王学院metallopolymers研究员,英国。虽然延长金属原子链已经被充分研究过,这些类型的化合物通常是有限的长度(包含三个和11个金属原子)之间,最好可以被描述为低聚物的物种,而不是真正的聚合物。

然而,使用精心构造配体系统,领导的一个团队必要王和Huisheng彭复旦大学在中国已成功构建一系列metal-backboned聚合物多达21个原子长度。团队预十字型大分子配体充当模板和保护鞘脆弱的金属链。

的杯状容器分子4-tert-butylcalix[4]芳烃作为支架,和氮含量配体是沿着它的每个迭代添加四臂建立稳定的聚合物骨架。在随后的接触乙酸镍,这些氮含量的金属原子坐标配体,形成管状空腔内的镍原子链的高分子。通过控制氮配体的数目在这种高分子,团队能够改变金属链的长度从3至21原子和产生一系列的聚合物与分级属性。

热衷于探索这些新材料的特点,小王和彭进行了一系列的光谱和计算研究。x射线分析证实了不同寻常的结构——镍原子的线性链,每个协调四氮配体和金属两个邻国——但还揭示了一个有趣的结构性趋势。−镍镍键长,已经明显短于大多数金属,减少镍链的长度延长,导致更强的长链结构。作者认为,独特的成键金属原子在整个金属框架允许电子离域,导电材料的基本属性。相应地,该小组还观察到在长链聚合物导电率较高。

的电子性质的可调谐性使这些材料有前途的候选人在半导体应用程序中,以及在“分子电线”,“马斯格雷夫的评论。是迷人的理解这些聚合物的电子传递性能通过执行分子电导实验。”

小王和彭继续设计各种metal-backboned聚合物探索这些材料的潜力和有信心,这种合成策略都将扩展到其他过渡金属,并使其他研究人员开发新的功能聚合物。

的优雅预装大分子配体结构让小王和彭模板一维金属链的令人印象深刻的比例控制,”马斯格雷夫说。“很漂亮的工作!”