Allotropen van synthetische koolstof zijn fascinerend vanwege hun uitstekende eigenschappen en potentiële toepassingen. Wetenschappers hebben tientallen jaren besteed aan het synthetiseren van nieuwe soorten koolstofmaterialen. Een tweedimensionaal fullereen, dat een unieke structuur heeft, is tot nu toe echter niet met succes gesynthetiseerd.

Een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Zheng Jian van het Instituut voor Chemie van de Chinese Academie van Wetenschappen (ICCAS) ontwikkelde een nieuwe strategie voor het splitsen van tussenlagen om een ​​tweedimensionaal monolaag polymeer fullereen te bereiden.

De onderzoekers bereidden magnesium geïntercaleerd C₆₀ bulkkristallen als de voorloper van de exfoliatiereactie. Vervolgens gebruikten ze een door ligand ondersteunde kationenuitwisselingsstrategie om de tussenlaagse bindingen in bulkkristallen te splitsen, wat ertoe leidde dat de bulkkristallen werden geëxfolieerd tot monolaag-nanobladen.

De structuur van monolaag polymeer C₆₀ werd onderzocht door middel van monokristallijne röntgendiffractie en scanning transmissie-elektronenmicroscopie (STEM). In deze monolaag polymeer C₆₀ , clusterkooien van C₆₀ zijn covalent met elkaar verbonden in een vlak en vormen een regelmatige topologie die verschilt van die van conventionele 2D-materialen.

Verder is de monolaag polymeer C₆₀ vertoont een interessante anisotrope eigenschap in het vlak en een matige bandgap van 1,6 eV, waardoor het een potentiële kandidaat is voor gebruik in elektronische apparaten.

"Het werk is het eerste dat een monolaag polymeer fullereen synthetiseert. Het is van groot belang, omdat het een nieuw lid toevoegt aan de koolstofmateriaalfamilie," zei Zheng. "Dit werk heeft een nieuw onderzoeksveld geopend op tweedimensionale koolstofmateriaalgebieden en de synthesestrategie zou een uniek perspectief kunnen bieden bij het verkennen van nieuw koolstofmateriaal."

De studie, getiteld "Synthesis of a monolayer fullerene network", werd gepubliceerd in Nature . + Verder verkennen

Organische kation-intercalatie:een effectieve strategie voor het manipuleren van bandtopologie en supergeleiding