Сотрудники лаборатории термохимии кафедры физической химии химического факультета МГУ разработали простой и эффективный метод получения полимерных наноструктур на основе фуллеренов. Работа открывает путь к созданию новых полностью углеродных полимерных материалов с высокой электронной проводимостью, востребованных в органической оптоэлектронике. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда. Результаты исследования опубликованы в журнале Королевского химического общества Dalton Transactions.

Фуллерены — важный класс углеродных полупроводниковых материалов. Они активно применяются в молекулярной электронике, входят в состав полевых транзисторов, полимерных и перовскитных солнечных батарей и топливных элементов. Эти устройства могут работать эффективнее при использовании упорядоченных наноструктур, которые можно получить из полимерных фуллеренов. Раньше полимерные фуллерены с высокой электронной проводимостью можно было синтезировать только под действием экстремально высоких давлений. 

«Мы предложили новый способ получения одномерных полимерных фуллереновых наноструктур, не требующий экстремальных условий, — объяснил соавтор работы, к.х.н., ведущий научный сотрудник лаборатории термохимии кафедры физической химии Виктор Броцман. — Наноструктуры собираются самопроизвольно при обработке фуллерена смесью хлоридов сурьмы. Изменяя соотношение исходных веществ, можно регулировать длину полимера, а также селективно и с высокими выходами синтезировать димер или цепочечный полимер в кристаллической форме». 

Авторы установили строение полученных наноструктур с помощью рентгеноструктурного анализа монокристаллов, а для определения базовых свойств использовали спектроскопические методы и квантово-химические расчеты. Полученное соединение — первый пример химически синтезированного устойчивого полимера, в котором незаряженные фуллереновые остовы связаны одинарной связью друг с другом. Отщепление хлора от подобных структур открывает путь к созданию полностью углеродных нанопроводов, перспективных для приложений в органической электронике.

«В будущем мы планируем продолжить эксперименты по отщеплению хлора от полимерных фуллереновых наноструктур, — рассказал Виктор Броцман. — А также применить разработанный подход к другим фуллереновым каркасам и испытать полученные структуры в составе оптоэлектронных устройств».

Источник: МГУ.