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机械化学产生超大型纳米油墨

时间:2018-05-01 16:21:21  来源:  作者:

 研磨小分子来制造更大的小分子似乎是违反直觉的,但德国的科学家已经做到了。新协议使用无溶剂机械化学过程生产大型纳米石墨烯,减轻了与原材料溶解性差的关键问题.1

 
制造多环芳烃(PAH)和纳米二氧化碳的传统自下而上方法通常涉及两种芳烃化合物之间的酸催化氧化缩合反应 - 称为Scholl反应。通常Scholl反应需要溶剂,尽管高度芳香族分子体系如纳米石墨烯由于溶解性差而难以合成。
 
现在,德累斯顿工业大学的Lars Borchardt和他的团队已经通过使用称为球磨的技术从六苯基苯前体中生产碳氢化合物,从而不再需要溶剂。球磨使用强烈的机械力来引发化学反应,为合成这些分子提供了更安全,更简单,更可持续的途径。 “我们还可以扩大这种着名的不溶性分子反应的可行性,”博查特解释道。
 
加拿大麦吉尔大学固体和机械化学研究员TomislavFriščić解释说,其他技术可以组装大型有机芳香族结构,通常取决于相当苛刻的条件或需要功能化才能使起始物质更易溶解。 “这意味着化学家不仅在这个领域,而且在许多其他领域,往往不能使用他们想要的原料,而是使用那些最易溶解的原料。机械化学避免了这些并发症。'
“有时添加溶剂对反应没有影响,有时可以大大加速反应,”英国贝尔法斯特女王大学机械化学研究的Stuart James评论道。 '这里发现的是,加入少量溶剂似乎抑制了反应。这可能意味着我们还没有意识到的一些更一般的原则,因为我们可能习惯性地使用溶剂,而且在其他情况下溶剂实际上会减缓反应速度。
 
除了生产基准纳米油墨,如三角形C60外,该团队还设法合成了C222--报道最多的PAH,具有定义明确的结构,在解决方案中非常难以平面化。他们在几分钟内合成了该分子 - 其原始合成需要24小时2 - 因为他们的方法不依赖于前体的大小。
 
Borchardt的团队现在正在使用这种方法来合成较大的纳米石墨烯。 Friščić说,博查特的发现可能会重新寻找新的电子和太阳能材料,并有助于越来越多的证据表明,化学合成的长期障碍可以通过消除溶剂来解决。
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