《美國國家科學(xué)院院刊》發(fā)表化學(xué)所研究成果
2007-06-05 來源：中國聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞：化學(xué)所
在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院的支持下，化學(xué)所分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)院重點實驗室的研究小組，利用高分辨掃描隧道技術(shù)，發(fā)現(xiàn)寡聚噻吩分子不僅本身可以形成穩(wěn)定的組裝結(jié)構(gòu)，還可以用這種組裝結(jié)構(gòu)作為分子模板，對其它分子的排列和分布進(jìn)行調(diào)控。他們深入研究了烷基橋連雙寡聚噻吩分子4T-tm-8T和4T-tm-4T 等分子的組裝結(jié)構(gòu)和相轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)了雙寡聚噻吩分子吸附結(jié)構(gòu)的多樣性和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化規(guī)律。部分結(jié)果發(fā)表在近期的《美國國家科學(xué)院院刊》上(Proc. Natl . Acad. Sci. USA，2007，104，3707-3712)。
該研究系統(tǒng)考察了分子主干長度、基底、溫度對組裝結(jié)構(gòu)的影響，并研究了單分子的電學(xué)性質(zhì)。STM研究發(fā)現(xiàn)，雙寡聚噻吩在表面吸附時存在順式、反式、完全伸展等多種構(gòu)象，還發(fā)現(xiàn)了比較少見的寡聚分子主干的折疊現(xiàn)象。分子在表面的堆積方式也是多樣化，如有兩個分子形成分子對，分子互相連接形成分子鏈條再配對成雙分子列等，這些豐富的構(gòu)象和堆積方式的不同被認(rèn)為是表面吸附結(jié)構(gòu)多樣化的主要原因。例如，在石墨表面，4T-tm-8T可以形成準(zhǔn)六邊形和直線型的組裝結(jié)構(gòu)如圖a和b所示。準(zhǔn)六邊形結(jié)構(gòu)由橢圓形結(jié)構(gòu)單元組成。每個橢圓形結(jié)構(gòu)單元又由兩個4T-tm-8T分子構(gòu)成：單個4T-tm-8T分子主干折疊成半個“括號”的形狀，再與另外一個折疊的4T-tm-8T分子配對形成橢圓結(jié)構(gòu)。在直線型結(jié)構(gòu)中，雖然也是兩個分子形成一個分子對，但兩個分子的主干幾乎完全伸展。在熱效應(yīng)作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變，只有直線型結(jié)構(gòu)存在。
結(jié)果發(fā)表后引起了廣泛關(guān)注，“Materials Today”馬上予以報道(vol 10,13vol 10,13007)；美國化學(xué)會網(wǎng)站將該文章列在“Heart Cut”(March 26, 2007)欄目，并發(fā)表評論。評論認(rèn)為，該項研究發(fā)現(xiàn)了雙寡聚噻吩分子吸附結(jié)構(gòu)的多樣性和轉(zhuǎn)化，并成功實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)調(diào)控。該研究工作對理解分子－分子、分子－基底作用對組裝結(jié)構(gòu)的影響，組裝結(jié)構(gòu)調(diào)控，單分子研究以及寡聚噻吩分子器件的構(gòu)筑具有重要意義。
該研究系統(tǒng)考察了分子主干長度、基底、溫度對組裝結(jié)構(gòu)的影響，并研究了單分子的電學(xué)性質(zhì)。STM研究發(fā)現(xiàn)，雙寡聚噻吩在表面吸附時存在順式、反式、完全伸展等多種構(gòu)象，還發(fā)現(xiàn)了比較少見的寡聚分子主干的折疊現(xiàn)象。分子在表面的堆積方式也是多樣化，如有兩個分子形成分子對，分子互相連接形成分子鏈條再配對成雙分子列等，這些豐富的構(gòu)象和堆積方式的不同被認(rèn)為是表面吸附結(jié)構(gòu)多樣化的主要原因。例如，在石墨表面，4T-tm-8T可以形成準(zhǔn)六邊形和直線型的組裝結(jié)構(gòu)如圖a和b所示。準(zhǔn)六邊形結(jié)構(gòu)由橢圓形結(jié)構(gòu)單元組成。每個橢圓形結(jié)構(gòu)單元又由兩個4T-tm-8T分子構(gòu)成：單個4T-tm-8T分子主干折疊成半個“括號”的形狀，再與另外一個折疊的4T-tm-8T分子配對形成橢圓結(jié)構(gòu)。在直線型結(jié)構(gòu)中，雖然也是兩個分子形成一個分子對，但兩個分子的主干幾乎完全伸展。在熱效應(yīng)作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變，只有直線型結(jié)構(gòu)存在。
結(jié)果發(fā)表后引起了廣泛關(guān)注，“Materials Today”馬上予以報道(vol 10,13vol 10,13007)；美國化學(xué)會網(wǎng)站將該文章列在“Heart Cut”(March 26, 2007)欄目，并發(fā)表評論。評論認(rèn)為，該項研究發(fā)現(xiàn)了雙寡聚噻吩分子吸附結(jié)構(gòu)的多樣性和轉(zhuǎn)化，并成功實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)調(diào)控。該研究工作對理解分子－分子、分子－基底作用對組裝結(jié)構(gòu)的影響，組裝結(jié)構(gòu)調(diào)控，單分子研究以及寡聚噻吩分子器件的構(gòu)筑具有重要意義。
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（責(zé)任編輯：曉靖）
