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    光明日报 2014年07月14日 星期一

    中美学者携手发现全硼富勒烯团簇

    李建斌 《 光明日报 》( 2014年07月14日   01 版)
    全硼富勒烯B40团簇 中国红灯笼

        本报太原7月13日电(记者李建斌)“硼化学和类富勒烯研究取得重大突破!”13日上午,山西大学分子科学研究所翟华金教授兴奋地向记者介绍说,山西大学、清华大学、美国布朗大学及复旦大学化学家密切合作,首次发现了全硼富勒烯B40团簇(All-Boron Fullerene),并将其命名为硼球烯(Borospherene)。该研究成果于13日在国际权威学术期刊《自然·化学》在线发表。

        翟华金介绍,B40的发现是硼球烯实验和理论研究的开端,是一个与碳富勒烯平行、具有广阔应用前景的科学研究新领域。研究表明,硼球烯和低维硼纳米结构与相应碳富勒烯和低维碳纳米材料在性能上具有很强的互补性,两者结合可能对解决人类面临的能源和环境危机提供新的科学思路和技术。

        1985年,以笼状C60为代表的碳富勒烯家族的发现成为世界科学史上的重要里程碑。该成果1996年获诺贝尔化学奖,为之后的单壁碳纳米管及单原子层石墨烯的发现奠定了基础。翟华金说,B40是继C60之后第二个从实验和理论上完全确认的无机非金属笼状团簇,但由于硼的典型缺电子性,B40具有与传统碳富勒烯显著不同的结构和成键特征。它可以进一步作为分子器件,进行各种金属掺杂、化学修饰和配体保护,形成具有新颖结构的一维、二维和三维纳米材料,在储氢储锂、半导体、超导、绿色催化等领域具有重要应用前景。

        据介绍,2013年3月以来,山西大学分子科学研究所翟华金教授、李思殿教授与清华大学李隽教授、美国布朗大学Lai-Sheng Wang教授及复旦大学刘智攀教授课题组合作,结合特征实验光电子能谱、全局结构搜索和严格量子化学理论计算,经过一年多的艰苦努力和协同创新,首次在气相中观察到由双链交织而成、具有完美D2d对称性的笼状B40全硼富勒烯团簇。该空心笼状分子由顶端和底端两个相互交错的B6六元环及腰上两两相对的四个B7七元环相互融合而成,沿二重主轴方向略有拉长,整体分子恰似传统的“中国红灯笼”。

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