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       中國科學院化學研究所鄭健教授、朱道本院士和劉云圻院士合作開發的一種新的層間鍵合裂解策略，制備了二維單層聚合富勒烯，相關研究成果以“Synthesis of a monolayer fullerenenetwork ”為題，刊登于2022年6月15日國際學術期刊《Nature》上。

       迄今為止構筑二維材料的最小單元是單個原子，被稱為人造原子的納米團簇作為基本單元構筑更高級的二維拓撲結構一直未能實現。由于碳碳成鍵的反應收率不是100%且反應不可逆，因此使用傳統化學反應自下而上通過分子“壘磚頭”的方法制備二維團簇碳材料單晶幾乎無法完成。鄭健課題組歷時5年，利用摻雜聚合-剝離兩步法，成功制備了單層二維聚合富勒烯單晶，獲得了確鑿的價鍵結構。

       鄭健課題組成功地制造了具有周期性排列的基于簇的拓撲結構的穩定的結晶單層聚合物富勒烯C60，其中等帶隙大約1.6eV，彌合了半金屬石墨烯和大帶隙富勒烯之間的能隙，使聚合物富勒烯C60成為用于二維光電器件的潛在候選者。由于不對稱成鍵結構，單層聚合富勒烯C60中每個富勒烯C60單元被拉伸成方向一致的橢球形，從而使得這種新的碳材料具有顯著的平面各向異性，如各向異性聲子模式和電導率，這意味著該材料在非線性光學和功能化電子器件方面可能具有應用前景。此外，由于其獨特的共軛碳結構、巨大的超晶格和多孔骨架結構，該二維簇聚碳材料或在超導、量子計算、自旋輸運、信息及能量存儲、催化等領域也具有潛在應用價值。

       這項工作是第一個合成單層聚合富勒烯的工作，它具有重要意義，因為它為富勒烯家族增加了一個新成員。

論文鏈接：//www.nature.com/articles/d41586-022-01568-4