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分子设计策略揭示近红外吸收碳氢化合影视网物

化学 2022-04-08 00:02:05

名古屋大学 砷茚满烯是一种碗状化合物,仅由氢和碳原子组成,能吸收近红外光

信用:福井纪人 名古屋大学的研究人员合成了一种具有惊人特性的独特分子:它可以吸收近红外光

该分子仅由氢和碳原子组成,为制造有机导体和电池提供了见解

细节发表在《自然通讯》杂志上

名古屋大学的有机化学家Hiroshi Shinokubo和物理有机化学家Norihito Fukui致力于利用有机或含碳化合物设计新的有趣的分子

在实验室里,他们合成了一种叫做甲氧基取代的α-茚满烯三烯的芳香烃

这个分子有一个独特的结构,因为它的甲氧基位于内部,而不是外围

福井说:“最初,我们想看看这种碳氢化合物是否因其独特的结构而显示出新的现象。”

但是在他们的研究中,研究人员发现他们可以把它转化成一种新的碗状碳氢化合物,叫做-茚满烯三烯

“我们惊讶地发现,这种新分子显示出高达1300纳米的近红外吸收,”新野保解释说

砷茚满烯的独特之处不在于它能吸收近红外光

其他碳氢化合物也可以做到这一点

as-茚满烯基很有趣,因为尽管它仅由34个碳和14个氢原子组成,在其外围不含其他类型的稳定原子,但它仍能做到这一点

当科学家进行电化学测量、理论计算和其他测试时,他们发现砷茚满烯基非常稳定,并且其最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)之间的差距非常小

这意味着分子有两个不同的电子亚单位,一个提供电子,另一个提取电子

窄的HOMO-LUMO能隙使电子更容易在分子中被激发

福井说:“这项研究为设计具有窄HOMO-LUMO间隙的碳氢化合物提供了一个有效的指导方针,即制造具有共存的给电子和吸电子亚基的分子。”

“这些分子将用于开发下一代固态材料,如有机导体和有机电池

" 该团队下一步计划基于当前研究中获得的设计概念合成其他近红外吸收芳烃

这项名为“作为近红外吸收C70片段的茚满并[3,2,1,8,7,6-ghijklm]三芳基烯”的研究发表在《自然通讯》杂志上

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