报告题目：二维聚合富勒烯

Synthesis of a monolayer fullerene network

报告人：郑健 研究员（中国科学院化学研究所）

制备新型碳材料一直是物质科学领域的前沿课题，以富勒烯、碳纳米管、石墨烯、石墨炔为代表的新型碳材料的每一次发现都引发研究热潮。由于缺乏有效、可靠的合成方法，使得新型碳材料的发现具有极大的挑战。

郑健课题组开发了一种制备新型碳同素异形体的合成策略，成功制备了单层二维聚合C₆₀单晶，并获得了准确的价键结构。通过调节镁（Mg）和C₆₀的比例，在常压条件下制得了两种紧密排列的准六方相和准四方相的Mg插层聚合物单晶。通过有机阳离子切片策略，使用四丁基水杨酸铵作为切割试剂，从准六方相结构中剥离得到单层C₆₀聚合物。单晶X射线衍射和扫描隧道电子显微镜表征结果表明C₆₀之间通过碳-碳桥连单键和[2+2]环加成的四元环桥连键，在平面内连接形成了一种全新的二维拓扑超结构。该研究为碳材料家族再添一名新成员，这种利用零维团簇代替碳原子构筑二维拓扑结构的方法，为新型碳材料的探索提供了新的思路。

单层聚合C₆₀的带隙约为1.6 eV，是典型的半导体，预示着其在光/电半导体器件中具有广阔的应用前景。其独特的共轭结构、晶格和多孔骨架结构，使得该二维碳材料在超导、量子计算、自旋输运、信息及能量存储、催化等领域也具有潜在的应用。

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