研究人员使用硅-硅键形成来构建聚合物

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所谓的共轭聚合物是候选者。这些有机大分子具有半导体性质,即在一定条件下可以导电。2007年成立的表面化学研究领域提出了一种可能的方法,可以在理想的二维(即极平面)形式下产生它们。

从那时起,已经开发了许多反应,并为可能的应用生产了有趣的材料。欧洲杯足球竞彩大多数反应都是基于碳碳键的形成。一个由来自Münster大学(德国)化学和物理系的各个工作小组组成的小组现在已经使用硅-硅键形成来构建一种聚合物——这是表面化学的首次尝试。

在此之前,硅原子的连接是一个障碍。用传统的合成化学方法,即在溶液中,构造聚合物是很复杂的。事实上,Münster的研究人员现在是第一个成功生产硅聚合物的人,这归功于表面化学提供的可能性。

这个技巧是这样的:原子的连接发生在一个极其光滑的金属表面上,分子在上面以蒸汽沉积。这就产生了非常薄的材料层。如果用硅取代普通的碳,即使在温和的反应条件下也能得到长聚合物。

从硅聚合物,研究人员希望创新的材料性质和新的,有潜力的潜在应用的候选人。研究结果发表在《科学》杂志上。化学性质".

方法

由Armido Studer教授领导的一组化学家生产了由硅基组成的分子,硅基通过所谓的有机连接剂连接。Harald Fuchs教授领导的团队的物理学家们研究了它们在金属表面(金或铜)上的反应。

他们证明硅基中硅氢键的反应已经在室温下发生,而碳碳键的类似耦合通常需要300摄氏度以上的温度。

在下一步,研究人员澄清了形成的连接的确切结构:为了创造高阶结构,从每个硅原子中去除两个氢原子。更详细的分析还显示了硅原子与金属表面的结合。

由于常规扫描隧道显微镜(STM)无法完全阐明最终聚合物的结构,由化学家约翰内斯·纽格鲍尔(Johannes Neugebauer)教授领导的团队为此目的使用计算化学方法,模拟了各种潜在产品的STM图像。

为了进一步支持产品的特性,一个由物理学家Dr. Harry Mönig领导的团队采用了一种基于原子力显微镜的专门针对这些问题的方法。

这种方法不仅可以描绘整个产物,而且可以大大提高分辨率来定位氢原子。约翰内斯·纽格鲍尔的团队还成功地开发了一个机械模型,并模拟了形成所发现产品的必要反应步骤。

不同角度的贡献

“这些聚合物的特性可以在未来的电导率研究中检验,”化学家亨宁·克拉森博士说。“此外,分子设计可以改变,以适应材料作为有机半导体的应用。”欧洲杯足球竞彩

物理学博士生刘拉成补充道:“此外,这种方法可以用于开发一种全新的策略,用于表面和纳米颗粒的分子功能化。”欧洲杯猜球平台

未来,该团队计划更详细地研究新的含硅官能团的表面化学,并旨在引入更多的官能团。“我们已经证明,不仅碳可以用来创造迷人的结构。

化学家和物理学家,理论研究人,实践研究人,从不同角度做出的各种贡献都需要高度的创造力。这使我们能够探索表面化学中键形成反应的新途径。”这是化学系博士生梅勒妮·维特勒(Melanie Wittler)对这项工作的总结。

来源:https://www.uni-muenster.de/en/

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