昆明理工大学蔡金明、卢建臣教授团队在Nature Communications发表最新研究成果

摘要：近日，昆明理工大学材料科学与工程学院蔡金明教授、卢建臣教授团队在碳原子三种杂化态连续转变的精准调控研究领域取得了重要进展。相关研究成果以《Visualizing stepwise evolution of carbon hybridization from s

近日，昆明理工大学材料科学与工程学院蔡金明教授、卢建臣教授团队在碳原子三种杂化态连续转变的精准调控研究领域取得了重要进展。相关研究成果以《Visualizing stepwise evolution of carbon hybridization from sp3 to sp2 and to sp》为题发表在《Nature Communications》上。

碳基纳米材料的物性深受碳原子杂化方式（spn，其中n=1、2或3）的影响。当前研究已实现了通过改变碳原子杂化状态来构建和功能化碳材料，但实现碳原子在三种杂化状态之间的顺序转变仍具挑战性。在通过传统湿法化学制备和改性多功能碳基材料的过程中，碳杂化的演变十分普遍。然而，捕获反应的中间体以及追踪杂化演变过程面临着较大的挑战。

鉴于此，昆明理工大学材料科学与工程学院蔡金明教授和卢建臣教授团队，借助具有单原子分辨能力的扫描隧道显微镜（STM）和具有化学键分辨能力的非接触原子力显微镜（NC-AFM）等表面分析技术，系统地研究了多种乙腈功能化分子在Au(111)、Ag(111)、Ag(110)表面的化学反应，精确识别了亚甲基中sp3杂化的碳原子逐步转变为sp2和sp杂化态。并结合第一性原理计算揭示了氰基基团的吸电子效应以及热退火解离导致的消去反应对特定碳原子饱和度的影响机制。该工作精准调控了碳原子三种杂化态的连续转变，有助于构筑更多新型碳基低维纳米材料。