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【文献阅读9】分子导线研究获进展 精选

已有 9281 次阅读 2013-10-12 15:41 |个人分类:文献阅读|系统分类:论文交流| 富勒烯, 卟啉, 分子导线

分子导线,顾名思义,就是用分子作为导线,但是说起来容易做起来难,实际上这个说法也不完全准确。从基础研究的角度来看,一类线型分子,具有明确的电荷转移或者电子传递,可以作为电子器件的备选,我们即认为它们是分子导线类化合物。其实这个只是概念上的,不是真正意义上的分子导线。有的读者就会说,那不就是忽悠嘛?!我们宏观上家里用的电线和微观上还是有很大不同的,不能混为一谈,概念本身虽然不能当饭吃,但是也并不是全然无用,它往往推动科技的发展。

 

我们周围的人,往往都比较实际,愁工资愁房愁车,这也无可厚非,但是不能强迫概念就一定要创收,想法就一定要赚钱。一个大学生一年摊手抓饼可以赚240万,可以顶得上好几个面上项目,但是科学创新往往不是手抓饼,否则会严重恶心了科学创新,也扼杀了新概念的发展。不然以后考古学家发现了我们,会拿我们做反面教材:假如我们停止科学的进步而只留意科学的应用,我们很快就会退化成中国人那样,多少代人以来他们在科学上都没有什么进步,因为他们只满足于科学的应用,却从来没有追问过他们所做事情中的原理。(from Henry A. Rowland, 1883, A Plea for Pure Science)

 

好,闲言少叙,最近德国和西班牙的科学家设计合成了一系列含有锌卟啉和富勒烯类的分子导线化合物,他们选择了苯乙烯和对环芳烷为桥,一看结构式就知道这个工作的合成工作量是多么巨大,就算是专业选手,我估计都会叹为观止和望而生畏,呵呵。

 

当然这篇工作不仅在合成上,在电荷转移的表征上做得也十分细致。首先分子模拟显示,这类化合物主要是空穴传输机理,光物理的测试也验证了这一点。对富勒烯部分进行激发,观察到对环芳烷和富勒烯之间的自由基离子对存在,富勒烯是一个很强的电子受体,它会就近找瓶饮料来喝,当然这是一个形象的比喻。对锌卟啉部分进行激发,观察到锌卟啉和富勒烯之间的自由基离子对存在,说明如果有需要,锌卟啉也会送瓶饮料给富勒烯喝,这就是这个体系的特点。

 

当然,研究一些分子导线的体系,必不可少要考虑温度因素。变温的荧光实验观察到不同的温度下,分子的电荷转移行为是不一样的。比如说,在低温时,低于30℃,速率常数是不变的,这就暗示这时候的电荷转移是超交换作用,当温度高于30时,速率常数开始增加,同时,不同长度的桥也会引发不同程度的距离依赖效应。如果读者对于更多地细节感兴趣,可以参见具体文献。

Ref:J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10372−10381, DOI:10.1021/ja401239r



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