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    學術報道

    我校化科院教師在《Accounts of Chemical Research》上發表綜述論文

    近日,化學與材料科學學院李亞飛教授應邀在化學領域頂級期刊《Accounts of Chemical Research》上發表關于含平面超配位原子成鍵的二維材料的綜述論文:“Planar Hypercoordinate Motifs in Two-Dimensional Materials”(DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00025)。《Accounts of Chemical Research》由美國化學會出版,主要發表通訊作者對自己課題組系統性工作的總結并對相關領域進行展望的科研論文,2019年影響因子為21.661。該論文通訊作者是李亞飛教授和美國波多黎各大學化學系的陳中方教授,第一作者是我校2018屆博士畢業生王彧博士。

    平面超配位原子成鍵是一類特殊的化學成鍵形式。區別于嚴格遵守經典化學理論的成鍵形式,平面高配位原子成鍵的中心原子(通常是碳或者硅元素)表現出反常規的成鍵形式。例如,基于雜化軌道理論,四配位碳的空間構型是四面體型,其中碳原子的雜化方式是sp3;而該理論不再適用于平面四配位碳原子以及配位數甚至更高的平面五配位碳和平面六配位碳。自平面四配位碳的概念首次由諾貝爾化學獎獲得者Hoffman教授提出,經過近50年的發展,平面高配位原子成鍵化學在分子體系逐漸被建立。

    近年來二維石墨烯的研究刺激了人們把平面碳(硅)結構擴展到二維體系,以期望獲得更多具有特殊結構和性質的二維納米材料。自2011年,李亞飛教授課題組和陳中方教授課題組合作在該研究領域發表了一系列引領性的研究成果。李亞飛教授同合作者提出了“等電子拓展”和“自下而上”的構建策略以及二維材料結構穩定性的理論評價方式,并基于此設計了多個二維單層材料,如首個具有平面四配位硅原子的單層SiC2(J. Am. Chem. Soc.2011, 133, 900–908)、首個具有準平面六配位碳原子的單層Be2C(Angew. Chem., Int. Ed.2014, 53, 7248?7252)、首個具有平面四配位碳原子的單層Al2C(Nanoscale2014, 6, 10784–10791)、首個具有準平面五配位碳原子的單層Be5C2(Nat. Commun.2016, 7, 11488)和首個具有準平面五配位硅原子的單層CaSi(Nanoscale Horiz.2018, 3, 327?334)。這些材料的設計進一步豐富了我們對于化學鍵的認識。值得強調的是,由于材料的性質同它的結構息息相關,這類含反常成鍵的二維材料展現出許多特殊的性質。例如,單層Be5C2和單層CaSi都具有特殊的負泊松比特性,并且前者是一個狄拉克材料,后者是一個半導體材料。一旦合成出來,將在電子學、力學器件、能源存儲和轉化等領域有著非常廣泛的應用前景。

    在該綜述論文中,李亞飛教授同合作者系統闡述了他們相關研究中的材料設計策略以及構建理念,整理該領域在近些年的重要進展和存在研究難點,并提出了新的展望。

    文章鏈接為https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.accounts.0c00025

    • 更新時間

      2020年04月10日

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    • 供稿

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