Научные достижения химического факультета
2.10.2023

Химики МГУ сделали из фуллеренов углеродные нанопровода

Сотрудники лаборатории термохимии кафедры физической химии химического факультета МГУ разработали простой и эффективный метод получения полимерных наноструктур на основе фуллеренов. Работа открывает путь к созданию новых полностью углеродных полимерных материалов с высокой электронной проводимостью, востребованных в органической оптоэлектронике. Результаты исследования опубликованы в журнале Королевского химического общества Dalton Transactions.

Фуллерены – важный класс углеродных полупроводниковых материалов. Они активно применяются в молекулярной электронике, входят в состав полевых транзисторов, полимерных и перовскитных солнечных батарей и топливных элементов. Эти устройства могут работать эффективнее при использовании упорядоченных наноструктур, которые можно получить из полимерных фуллеренов. Раньше полимерные фуллерены с высокой электронной проводимостью можно было синтезировать только под действием экстремально высоких давлений.

"Мы предложили новый способ получения одномерных полимерных фуллереновых наноструктур, не требующий экстремальных условий, – объяснил соавтор работы, к.х.н., ведущий научный сотрудник лаборатории термохимии кафедры физической химии Виктор Броцман. – Наноструктуры собираются самопроизвольно при обработке фуллерена смесью хлоридов сурьмы. Изменяя соотношение исходных веществ, можно регулировать длину полимера, а также селективно и с высокими выходами синтезировать димер или цепочечный полимер в кристаллической форме".

Авторы установили строение полученных наноструктур с помощью рентгеноструктрурного анализа монокристаллов, а для определения базовых свойств использовали спектроскопические методы и квантово-химические расчеты. Полученное соединение – первый пример химически синтезированного устойчивого полимера, в котором незаряженные фуллереновые остовы связаны одинарной связью друг с другом. Отщепление хлора от подобных структур открывает путь к созданию полностью углеродных нанопроводов, перспективных для приложений в органической электронике.

"В будущем мы планируем продолжить эксперименты по отщеплению хлора от полимерных фуллереновых наноструктур, – рассказал Виктор Броцман. – А также применить разработанный подход к другим фуллереновым каркасам и испытать полученные структуры в составе оптоэлектронных устройств".

Работа выполнена в рамках проекта РНФ № 22-73-10042.

Автор фото: Юлия Чернова / Пресс-служба химического факультета МГУ
Автор текста: Алина Сагитова / Пресс-служба химического факультета МГУ