近期，中國科學院理化技術研究所超分子光化學研究團隊聯合復旦大學、北京大學的科研人員利用光化學和有機化學的合成手段，在精確構建新型碳基納米材料研究中取得新進展。

　　大規模精確制備碳基納米材料是材料合成領域的重要科學問題，這為發揮有機化學在合成復雜含碳分子方面的優勢提供了創新機遇。該研究原創性地利用蒽光二聚體的剛性彎折結構作為中心合成單元，借助過渡金屬促進的偶聯反應等方法高效合成具有數字8形狀的高度扭曲芳香族雙環分子1；進而利用蒽二聚反應的可逆性在加熱條件下實現擴環，完成非平面芳香環系的構建并精確合成碳納米環分子2（圖1）。實驗和理論研究結果表明分子2在室溫下可在螺旋型和扶手椅型碳納米管的結構單元之間快速轉換（圖2）。上述兩個共軛納米分子均為首次合成，并具有獨特的光電性質和較高的光量子效率，為進一步合成工作以及優化材料性質奠定了良好基礎。

　　相關研究成果已發表于國際化學期刊《美國化學會志》（Synthesis of Oligoparaphenylene-Derived Nanohoops Employing an Anthracene Photodimerization−Cycloreversion Strategy，J. Am. Chem. Soc.2016, 138, DOI: 10.1021/jacs.6b07673）。理化所研究員叢歡是該論文的通訊作者并主導研究工作；復旦大學楊笑迪作為共同通訊作者進行了理論計算工作；叢歡課題組博士后黃澤傲是該論文的第一作者。

　　相關研究工作得到了中科院能源化學先導專項、國家自然科學基金委面上項目、中組部“千人計劃”青年人才項目和理化所所長基金的大力支持。

圖1.利用光化學和有機化學的合成方法精確構建新型碳基納米材料 

圖2.納米環分子2作為碳納米管結構單元的理論優勢構象