中国科学院刘佳
用黎曼曲面图解中枢神经系统
鸣谢:王进义等人
阿尔伯特·爱因斯坦采用黎曼几何构造了广义相对论方程
除了在数学和物理学中扮演的重要角色，黎曼几何还提供了对弯曲碳材料性质的预测
然而，合成如此复杂的具有黎曼曲面的碳材料仍然是一个巨大的挑战
在《自然通讯》发表的一项研究中，由教授领导的研究小组
中国科学院中国科学技术大学(USTC)的杜平武报道了一种π延伸的纳米石墨烯碳纳米螺线管(CNS)材料的合成
该材料由连续的螺旋石墨烯平面组成，这是典型的黎曼表面
CNS显示出特殊的光致发光和磁性
为了获得这种材料，研究人员首先通过Pd介导的铃木偶联合成了聚亚苯基前体(P1)，然后进行了Scholl反应作为环化脱氢步骤
他们通过识别P1和氯化萘之间的固态核磁共振和傅里叶变换红外光谱的变化，证实了氯化萘的存在
由于其扩展的π共轭，与P1相比，CNS显示出红移的发射带
通过时间分辨光致发光(TRPL)技术测量，P1和CNS的寿命也不同，表明CNS中大π共轭的影响
常规TEM由于其高能量输出，会对中枢神经系统造成结构性损伤
因此，研究人员采用了低剂量集成微分相衬扫描透射电子显微镜(iDPC-STEM)并观察了单链CNS螺旋
观察到的螺距和宽度与计算值非常匹配
研究人员接着研究了中枢神经系统的磁性和电子特性
电子顺磁共振(EPR)谱表明，室温下CNS中存在大量的自由基
超导量子干涉器件(SQUID)磁强计显示了150 K以下的磁化记忆效应
此外，由于螺旋结构导致π电子断裂，在10 K以下可以观察到大的热滞后
这项工作介绍了一种简便的黎曼曲面合成方法，使研究这类材料的新的物理性质成为可能
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