中国科学院理化技术研究所张晓宏研究组在方向性弱相互作用诱导一维有机单晶纳米材料生长方面取得重要进展。

 

与受到广泛重视的无机半导体纳米材料相对应，由于有机分子有序聚集体结构——一维有机单晶纳米材料所呈现的新颖性质和在光电领域的重要应用前景，其研究最近也受到极大重视。然而，人们对于一维有机单晶纳米结构制备的认识远远没有对于无机半导体纳米结构的深刻，至今文献中仅有几篇利用模板、表面活性剂、催化剂等，针对几种特殊有机分子结构合成一维单晶有机纳米结构的报道。张晓宏等发明了一种高纯度、低结构和形貌分散度的、相对普适的制备一维和准一维单晶有机纳米结构的新方法。该方法生长模型的核心是：首先利用溶剂交换、降温或溶剂挥发等方法获得溶液体系的超饱和环境，得到晶核，然后在有机分子方向性超分子相互作用(偶极－偶极、π－π、氢键、金属－金属作用等)下实现异质方向生长。利用该方法，通过有机分子结构修饰，实现分子间超分子作用力的强度、方向等的调制，我们成功地制备了分子内电荷转移分子、芳香共轭分子、金属配合物等多种系列分子，多种形貌(包括有机纳米线、纳米管、纳米带等)的单晶纳米结构。

 

并且，通过改变生长条件，还实现了同一种分子结构不同纳米结构形貌的制备(纳米点、纳米线、纳米管和纳米带)，并发现纳米结构形貌和尺寸对于分子聚集体发光行为的调制，揭示了其发光性能调制的机制。以上工作的意义在于：

 

(1)以上发现和发明大大扩展了能够形成一维单晶有机纳米材料的有机分子结构种类。由原来形成一维单晶纳米材料的几种具有特殊结构(通常具有特殊分子自组装功能)的有机分子扩展到多系列的具有重要光、电功能的众多普通有机分子(如：分子内电荷转移化合物，芳香共轭分子，金属配合物等有机分子材料)。

 

(2)为深入理解纳米材料的一维生长机制和有机纳米材料形状调控提供了实验依据。

 

(3)为进一步研究有机纳米器件的构筑提供了重要材料基础。（来源：中科院理化所）

 

以上系列工作的部分结果已发表在最近的化学类顶级期刊：

 

（X. J. Zhang, X. H. Zhang× et al., J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3527-3532）

 

（ X. J. Zhang, X. H. Zhang× et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 1525-1528）