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                【阿拉丁】納米碳材料--富勒烯

                2021-12-09


                富勒烯(Fullerene)是一種球狀的碳化合物,與石墨、金剛石一樣,是碳的同素異形體。Kroto,Smalley和Curl等人首次觀察到了C60的結構,并共同獲得了1996年的諾貝爾化學獎。隨后,人們又發現了C60簇分子C28、C34、C70、C84、C90、C120等,學術界將這種籠狀碳原子簇統稱為富勒烯。


                結構特點

                最常見的富勒烯C60獨特的分子結構決定了其具有獨特的物理化學性質,富勒烯的60個P軌道構成的大π鍵共軛體系使得它兼具有給電子和受電子的能力。C60是特別穩定的芳香族分子,C-C單鍵和C=C雙鍵交替相接,整個碳籠表現出缺電子性,可以在籠內、籠外引入其它原子或基團。


                C60富勒烯 VS C70富勒烯分子結構


                C60能發生一系列化學反應,如親核加成反應、自由基加成反應、光敏化反應、氧化反應、氫化反應、鹵化反應、聚合反應以及環加成反應等。據報道迄今為止環加成反應在所有富勒烯化學修飾反應中是最多的, 由此可以合成多種類型的富勒烯衍生物。


                應用領域

                富勒烯的應用領域

                 

                富勒烯是一種卓越的電子受體,具有n型半導體的特性,作為電子載體的有機電子材料廣泛應用于各種研究中。由于未經修飾的富勒烯溶解性較差,而通過化學反應引入溶解性高的官能團,可以制備出可溶液加工的電子材料。比如,苯基-C61-丁酸甲酯([60]PCBM(P121601)和茚-C60二加合物([60]ICBA(I157576))都是有效的n型有機半導體,且與p型共軛聚合物混合后,可以用來制造有機太陽能電池(OPV)。另外,富勒烯衍生物也曾應用在有機晶體管中。


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