超分子自由基化学是连接超分子化学和自由基化学的一个新兴领域,将自由基整合到超分子结构中为调节其结构和功能提供了一个新的维度。尽管人们已经致力于超分子结的制备,但由于在单分子水平上产生超分子自由基的挑战,通过超分子自由基进行的电荷传输的表征仍未得到探索。厦门大学洪文晶、杨扬和华威大学Hatef Sadeghi使用基于电化学扫描隧道显微镜的断裂结(EC-STM-BJ)技术阐释了超分子自由基结的制备和电荷传输研究。
本文要点
(1)研究发现,超分子自由基连接的电导率比没有自由基的超分子连接高出1个数量级以上,甚至比具有相似长度的完全共轭的低聚苯二胺分子的电导率高。
(2)实验和理论相结合的研究表明,自由基增加了超分子自由基连接处的结合能,减小了能隙,从而导致通过超分子自由基的近共振传输。
(3)该工作表明,超分子自由基不仅可以在构建块之间提供强结合作用,还可以提供有效的电耦合,这为超分子自由基化学和具有超分子自由基的新材料提供了新的见解。
Tengyang Gao, et al. Supramolecular Radical Electronics. JACS. 2023
DOI:10.1021/jacs.3c04323
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c04323