Voer bifenyleen in, een vlak geleidend koolstofalternatief voor grafeen

Update: 22 mei 2021

Het heeft metallische eigenschappen, met strepen van het netwerk van 21 atomen breed die zich gedragen als een metaal, terwijl, volgens de Aalto Universiteit in Finland, grafeen een Halfgeleider op deze maat.

"Deze strepen zouden kunnen worden gebruikt als geleidende draden in toekomstige op koolstof gebaseerde elektronische apparaten", zei professor Michael Gottfried van de Universiteit van Marburg, die samenwerkte met Aalto. "Dit nieuwe koolstofnetwerk kan ook dienen als een superieur anodemateriaal in lithium-ionbatterijen, met een grotere lithiumopslagcapaciteit in vergelijking met die van de huidige op grafeen gebaseerde materialen."

Het materiaal werd gekweekt op een extreem glad goudoppervlak met behulp van interpolymeer dehydrofluorering op het oppervlak, ook bekend als 'HF-zipping', en de geleidende aard ervan werd onthuld door een scanning-sondemicroscoop.

Moleculen vormen zich eerst als ketens van gekoppelde zeshoeken, en een daaropvolgende reactie verbindt deze ketens met elkaar om de vierkanten en achthoeken te vormen, aldus Aalto. De kettingen zijn chiraal (bestaan ​​in twee spiegelende typen) en alleen kettingen van hetzelfde type aggregeren op het gouden oppervlak en vormen goed geordende assemblages voordat ze met elkaar in verbinding staan. Als beide gespiegelde typen waren geaggregeerd, zou de reactie hebben geleid tot grafeen.

"Het nieuwe idee is om moleculaire voorlopers te gebruiken die zijn aangepast om bifenyleen te produceren in plaats van grafeen", zei Linghao Yan van Aalto University.

De volgende stappen zijn om grotere platen bifenyleen te produceren om de eigenschappen ervan beter te begrijpen, en om de nieuwe synthesemethode te gebruiken om andere nieuwe koolstofnetwerken te creëren - grafenyleen is een ander vlak koolstofnetwerk dat anode-onderzoekers opwindt.

Het werk wordt beschreven in de Science paper 'Biphenylene network: A nonbenzenoid carbon allotrope' - abstract beschikbaar zonder betaling.

Foto
Onder: scanning probe microscopie beeld van gesynthetiseerd bifenyleen
Boven: kunstenaarsimpressie van de structuur