日本爱媛大学研究生院理工学研究科的博士研究员吴凡（现为南京大学研究员）及高濑雅祥副教授和宇野英满教授等人组成的研究团队，与南京大学化学化工学院的沈珍教授等人合作，成功合成出了翼型含氮纳米石墨烯。
翼型纳米石墨烯的合成及性质（供图：爱媛大学）
近年来，业界研究了很多将多环芳烃化合物（PAH）视为分子结构明确的高纯度纳米石墨烯的化学合成法。利用这种二维纳米石墨烯构建结构可控的三维聚集体和空间，有望创造出拥有独特结构特性的新材料。研究团队一直在利用吡咯（杂环芳烃化合物胺的一种）研究含氮PAH之一Hexapyrrolohexaazacoronene（HPHAC）的合成及其特性。
富含电子的吡咯构成的HPHAC类材料容易氧化，其双电子氧化体具有全局芳香性等独特特征，此前仅研究了包括类似物在内的单体合成及其结构-特性关系，但没有进行过关于构建结构可控的三维结构的二聚体合成研究。
此次，研究团队采用双环辛二烯骨架作为结构刚性交联位点，合成了弯曲成翼型的HPHAC二聚体。与已知的HPHAC单体一样，新合成的二聚体也观测到了稳定的氧化还原特性。另外，还通过单晶结构分析和各种光谱测量明确了因氧化状态而异的聚集模式。
此外还确认，在HPHAC二聚体的四阳离子种中，被两个HPHAC环绕的三维空间芳香性增强。这表明HPHAC的磁性和电子特性是相互影响的。
高濑副教授表示：“此次通过将氧化还原活性纳米石墨烯用于两翼，根据氧化状态构建了不同的聚集体。近年来已经成功合成弯曲的π电子化合物等。但几乎没有以此为组成单元构建结构可控三维聚集体和空间的例子。如果能实现高机械坚固性和大表面积，就有望用于传感器、成像装置和能源转换材料等。”
【论文】
DOI: (10.1021/acs.orglett.1c03669)
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
