由纳米石墨烯设计的色谱柱

石墨烯是一种碳材料，可以形成极薄的层。由于其不寻常的特性，它对许多技术应用都很有趣。这也适用于多环芳烃(PAHs)，它可以被视为石墨烯的切口。它们被认为是用于有机光伏或场效应晶体管的有前途的材料。

大型单层 PAH 分子(通常称为纳米石墨烯)已得到充分研究。相比之下，对排列成柱状多层堆叠的 PAH 知之甚少。

针对多层纳米石墨烯

现在，一种新的方法正在开发这些材料：来自德国巴伐利亚州 Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) 的研究人员在《自然化学》杂志上提出了一种设计精确定义的多层纳米石墨烯的复杂方法。

“在我们的实验室中，我们合成了一种定制的纳米石墨烯，它在其平面核心的两侧配备了两个空腔，”JMU 纳米系统化学中心负责人弗兰克·伍特纳教授说。空腔是通过连接庞大的取代基而形成的。因此，纳米石墨烯的顶部和底部最多可以容纳两个较小的 PAH。

在他们的实验中，维尔茨堡的化学家观察到纳米石墨烯在溶液中形成了两层和三层 PAH 配合物。此外，该团队能够将这些复合物对分离为固体，即四层和六层 PAH，以及其他多层化合物。

这些产品的结构细节得到了晶体学家 Kazutaka Shoyama 博士的证实;博士生 Magnus Mahl 和 MA Niyas 完成了合成、超分子结合研究和量子化学计算。

在太阳能电池中的可能应用

“我们组织多层纳米石墨烯的概念应该适用于功能性有机材料的设计，”Würthner 教授解释说。他说，在太阳能电池中使用多层纳米石墨烯产生电荷载流子的策略很有前景。

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