Geben Sie Biphenylen ein, eine flache leitfähige Kohlenstoffalternative zu Graphen

Update: 22. Mai 2021

Es hat metallische Eigenschaften, wobei sich Streifen des 21 Atome breiten Netzwerks wie ein Metall verhalten, während laut der Aalto-Universität in Finnland Graphen a ist Halbleiter bei dieser Größe.

"Diese Streifen könnten als leitende Drähte in zukünftigen elektronischen Geräten auf Kohlenstoffbasis verwendet werden", sagte Professor Michael Gottfried von der Universität Marburg, der mit Aalto zusammenarbeitete. "Dieses neuartige Kohlenstoffnetzwerk kann auch als überlegenes Anodenmaterial in Lithium-Ionen-Batterien dienen und eine größere Lithiumspeicherkapazität aufweisen als die derzeitigen Materialien auf Graphenbasis."

Das Material wurde auf einer extrem glatten Goldoberfläche unter Verwendung einer Oberflächen-Interpolymer-Enthydrofluorierung, auch als "HF-Zipping" bekannt, gezüchtet, und seine Leitfähigkeit wurde durch ein Rastersondenmikroskop nachgewiesen.

Moleküle bilden sich zunächst als Ketten verknüpfter Sechsecke, und eine anschließende Reaktion verbindet diese Ketten nach Aalto zu Quadraten und Achtecken. Die Ketten sind chiral (existieren in zwei Spiegeltypen) und nur Ketten desselben Typs aggregieren auf der Goldoberfläche und bilden gut geordnete Baugruppen, bevor sie sich verbinden. Hätten beide gespiegelten Typen aggregiert, hätte die Reaktion zu Graphen geführt.

"Die neue Idee besteht darin, molekulare Vorläufer zu verwenden, die so optimiert sind, dass sie Biphenylen anstelle von Graphen ergeben", sagte Linghao Yan von der Aalto University.

Die nächsten Schritte bestehen darin, größere Biphenylenschichten herzustellen, um die Eigenschaften besser zu verstehen, und mithilfe der neuen Synthesemethode andere neuartige Kohlenstoffnetzwerke zu erstellen - Graphenylen ist ein weiteres flaches Kohlenstoffnetzwerk, das Anodenforscher begeistert.

Die Arbeit ist in der wissenschaftlichen Arbeit 'Biphenylene network: A nonbenzenoid carbon allotrope' beschrieben - Zusammenfassung ohne Bezahlung erhältlich.

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Unten: Rastersondenmikroskopische Ansicht von synthetisiertem Biphenylen
Oben: künstlerischer Eindruck von der Struktur