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| 17 April, 2012 | 一般 | (8 Reads)
近日,中科院化學所分子納米結構與納米技術院重點實驗室科研人員合成了一個新型的類似俄羅斯套娃的內嵌富勒烯Sc4C2@C80,成果發表在2009年131卷的《美國化學會會志》(Journal of the American Chemical Society,JACS)上,引起了國際科學界廣泛關注,《自然—化學》(Nature Chemistry)、《化學世界》(Chemistry World)、《化學與工程新聞》(Chemical and Engineering News)等紛紛以《內嵌富勒烯:籠中之籠》、《與俄羅斯套娃富勒烯共舞》和《金屬富勒烯套娃》等為題予以報道和介紹。 金屬富勒烯是將金屬原子嵌入富勒烯碳籠而形成的一類具有新奇結構以及特殊光電特性的分子。同一碳籠內可以嵌入各種形態的金屬原子,例如單金屬原子、同核或異核雙金屬團簇、金屬碳化物團簇、金屬氮化物團簇和金屬氧化物團簇等。由於金屬富勒烯同時具有金屬富勒烯碳籠的特性,使得它們在電子、能源、生物醫學等方面有著廣闊的應用前景。因此,合成新結構、新性質的金屬富勒烯分子具有重要意義。 該實驗室的科研人員致力於新型內嵌金屬富勒烯的合成與研究,繼發現非常規富勒烯內包金屬碳化物的內嵌富勒烯Sc2C2@C68、包含有4種不同元素的內嵌金屬富勒烯ScYErN@C80等新結構金屬富勒烯後,最近該實驗室科研人員又合成了含有4個Sc原子的金屬碳化物內嵌富勒烯Sc4C2@C80,這個分子具有類似俄羅斯套娃的新奇嵌套結構C2@Sc4@C80,每一層的原子均可繞球心自由轉動,由此保持整個分子高度完美的對稱性。 研究結果表明,該分子的電子結構為(C2)6- @(Sc4)12+ @C806- ,各球殼層間的電子轉移使分子形成高度穩定的閉殼層結構,分子內部結構呈正負相間的多層球面使其類似於一個分子電容器。這種結構金屬富勒烯的發現,不但豐富了金屬富勒烯的種類,在結構化學方面具有重要意義,同時該分子本身在單分子器件、納米器件以及高溫超導等方面具有潛在的應用。