翼形纳米石墨烯的合成与性能

近年来，已经研究了各种合成化学方法，使用多环芳族化合物(PAHs)作为“具有精确分子结构和高纯度的纳米石墨烯”。如果可以从这种2D纳米级石墨烯构建结构受控的3D组件和空间，则可以创建具有独特结构特性的新材料。爱媛大学的一个研究小组一直在使用吡咯研究六吡咯并六氮杂冠烯(HPHAC)(一种含氮PAH)的合成和物理性质。HPHACs由富电子吡咯组成，易于氧化，其双电子氧化形式表现出整体芳香性。然而，唯一报道的关于HPHAC的研究是单体的合成，包括类似物，并阐明它们的结构-性质关系。尚未进行关于向结构控制的3D结构合成二聚体的研究。

在这项研究中，通过采用双环辛二烯骨架作为结构刚性交联位点，合成了一种翼形HPHAC二聚体。与已知的HPHAC单体一样，在新合成的二聚体中观察到稳定的氧化还原特性。此外，通过单晶结构分析和各种光谱测量揭示了取决于氧化态的特征组装模式。此外，在HPHAC二聚体的四阳离子物种中，发现由两个HPHAC包围的3D空间的芳香性增强。这是HPHAC的磁性和电子特性相互影响的结果。

在最近对纳米石墨烯的合成化学研究中，已经报道了具有例如碗形和马鞍形结构的高维化合物，而不是传统的平面化合物。另一方面，关于结构控制的3D组件和空间的构建及其作为组成单元的使用的研究很少。3D纳米石墨烯的多功能组装模式可以提供高机械强度和大表面积，因此有望应用于传感器、生物成像和能量转换材料。

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