Nature子刊！湖南科技大学在明星分子并六苯的合成与表征方面取得最新进展

导读

近期，湖南科技大学在《Nature Communications》发表了题为“A Stable Open-Shell Peri-hexacene with Remarkable Diradical Character”的最新研究成果，湖南科技大学化学化工学院硕士生张景基、房小靖与南开大学博士生牛卫卫为该论文并列第一作者。湖南科技大学曾望东教授、郑柏树教授，南开大学李光武教授，湖南科技学院蒋清教授为该论文共同通讯作者，湖南科技大学为第一通讯单位。

正文

磁性碳材料由于其独特的磁学性质而在室温磁体，自旋量子学和量子器件中有卓越的应用前景，因此作为一种新型材料备受关注。而存在两个或多个扩展的锯齿形（zigzag）边缘结构的石墨烯纳米带可能导致独特的开壳特性和磁学性质。这些Z字形边缘上的电子表现出不同的旋转方向使得石墨烯纳米带作为一种新型材料，将成为下一代智能纳米电极，光电子，自旋电子学等研究领域的首选材料。

并苯系列分子作为磁性碳材料中的明星分子，近年来备受科技界的关注，但是，对化学家们来说，其超高的双自由基特征及高反应活性，让其制备与表征仍然是一个巨大的挑战。

科学家们前期利用湿法合成技术合成了世界上仅有的四个并苯分子，并对其结构与性能进行详细的研究。在本研究中，团队通过理论计算来预测、精准的分子设计以及自上而下的湿法合成技术，突破技术堡垒，成功制备了迄今为止双自由基特征最高，结构最大的明星分子并六苯。并通过X射线单晶衍射方法明确了其分子化学结构，利用紫外可见光谱仪和飞秒瞬态吸收光谱仪研究其光学性能，电化学工作站测定其电学性质，利用电子自旋共振仪，脉冲电子自旋共振仪和超导量子干涉仪研究其磁学性能，同时，通过高斯理论计算研究了其全局芳香性和电子结构。并六苯分子的成功合成，不仅仅是分子水平上的突破，且研究提供的自上问下的方法，对下一代磁性碳材料的研究提供了良好的借鉴意义，该分子在有机电子学、自旋电子学、量子器件等前沿科学领域具有重要的应用前景。同时，也是契合湖南省“三高四新”中具有核心竞争力的科技创新高地战略布局的一环。该项目得到了国家自然科学基金项目、湖南省自然科学基金杰出青年项目，湖南省重点研发项目等的支持。

图1.具有代表性意义的闭壳和开壳自由基共振形式的并苯系列分子

文献详情：

A stable open-shell

peri

Jinji Zhang, Xiaojing Fang, Weiwei Niu, Yiming Yu, Yanlin Hu, Jiawen Sun, Ying Xu, Zhihua Zhou, Heyuan Liu, Xiaonan Fan, Baishu Zheng, Qing Jiang, Guangwu Li & Wangdong Zeng

Nat Commun,2025

https://doi.org/10.1038/s41467-024-55556-5

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