該結(jié)果最近發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》上。
論文作者、廣島大學(xué)高級(jí)科學(xué)與工程研究生院教授Manabu Abe說(shuō)："在過(guò)去十年中，開(kāi)殼分子不僅在反應(yīng)性中間體領(lǐng)域，而且在材料科學(xué)領(lǐng)域都引起了相當(dāng)大的關(guān)注。"
開(kāi)殼分子可以獲得或失去分子，這意味著它們可以調(diào)整為與其他化學(xué)品結(jié)合。例如，在碳納米管中，碳原子和氫原子的環(huán)彼此緊密結(jié)合。然而，增加的環(huán)越多，管的特性就越能改變。Abe和他的團(tuán)隊(duì)研究了如果開(kāi)殼分子暴露在除了碳原子和氫原子之外，還含有兩個(gè)電子的分子軌道的系統(tǒng)中，CPP可能會(huì)發(fā)生什么變化。
將這些二元體系引入CPP的過(guò)程帶來(lái)了一種新型的偶氮烷，或氮和一組弱鍵氫原子和碳原子的化合物。這種偶氮烷與六種CPPs形成，并退化為六種帶有二律背反的CPPs。
"我們調(diào)查了解曲率和系統(tǒng)大小對(duì)粒子相互作用的影響，不同的狀態(tài)和它們的獨(dú)特特征，"Abe說(shuō)。
研究人員發(fā)現(xiàn)，嵌入二元組的CPPs具有不同的狀態(tài)和特性，例如被稱為自旋的粒子的內(nèi)在描述，這取決于最終系統(tǒng)中有多少CPPs。自旋，一個(gè)粒子的角動(dòng)量，可以根據(jù)能量的平衡方式促進(jìn)或阻礙系統(tǒng)的穩(wěn)定性。例如，在單子狀態(tài)下，即使有未結(jié)合的電子，系統(tǒng)仍然穩(wěn)定，因?yàn)樗鼈兊淖孕窍喾吹摹Ｈ?lián)態(tài)也可以保持穩(wěn)定，因?yàn)樗鼈兊臒o(wú)鍵電子可以平行旋轉(zhuǎn)。
"基態(tài)的自旋倍數(shù)在很大程度上取決于環(huán)的大小，"Abe說(shuō)，他指的是自旋可以采取的潛在方向，這可以表明一個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。"較小的CPP衍生物傾向于單子基態(tài)"。
較小的單子態(tài)--軌道殼之間能量范圍較小的二元CPPs也展示了碳納米管的一個(gè)理想特性：芳香性，或在單一平面內(nèi)更穩(wěn)定的排列。由于碳?xì)洵h(huán)以不尋常的角度結(jié)合在一起形成管子，它們可以被強(qiáng)迫脫離排列并導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。一個(gè)系統(tǒng)中加入的環(huán)越多，系統(tǒng)就越不穩(wěn)定。對(duì)于較小的單子態(tài)系統(tǒng)，環(huán)在一個(gè)平面上對(duì)齊，相比就更穩(wěn)定。
下一步，研究人員計(jì)劃進(jìn)一步研究這種平面內(nèi)的芳香性，目的是創(chuàng)造出具有強(qiáng)鍵的最大可能的結(jié)構(gòu)，并且仍然表現(xiàn)出這種穩(wěn)定的特性。
魯公網(wǎng)安備 37010202001033號(hào)