南京邮电大学研究生，南京邮电大学研究生院
导语
具有手性的分子纳米碳结构已被广泛应用于有机合成化学和材料化学领域。其中通过手性基团构建手性纳米大环分子一直是科学家们关注的热点方向。南京邮电大学解令海课题组发展的格子化策略已成为构筑具有功能性纳米分子碳结构的重要策略。近日，该团队在纳米格合成领域取得重要的研究进展，合成出类A字型的纳米格芳烃。相关成果发表在Chinese Journal of Chemistry（DOI: 10.1002/cjoc.202300274）。
前沿科研成果
一锅法合成轴向和中心手性A型纳米格
手性纳米大环在材料领域因其具有多种优势而被科学家们广泛关注，例如具有稳定手性构象的刚性骨架、无末端结构可以使激发态分布于整个分子，并且具有能够容纳客体分子的空腔。然而，尽管人们对这些具有明确空腔的纳米碳结构的精准合成感兴趣，但它们繁琐的手性以及有限的分子拓展引入限制了它们的更广泛应用。因此，将分子手性转化为纳米级手性一直是当前研究活动的一个主题。南京邮电大学解令海开创的纳米格体系是手性纳米大环材料的一个新兴领域，是一种具有边缘和顶点的碳纳米材料，其具有强大的可扩展骨架，因此允许构建复杂的共价纳米结构。近日，该课题组在前期研究的基础上，通过模块化的Friedel-Crafts格子化策略首次合成了一种新型的类A字纳米格芳烃，拓展了纳米格类型材料的多样性，为有机纳米材料合成提供了新的思路。
图1. A字纳米格合成示意图（图片来源：Chin. J. Chem.）
作者首先对A字纳米格的合成进行了设计，采用联萘衍生物分子以及噻吩衍生物两种合成子构筑A字纳米格芳烃，并利用条件优化的探索，以30%产率获得了A字纳米格芳烃。其次，为了弄清各种因素对A字型纳米格芳烃合成的影响，作者探索了A2合成子二面角大小以及B2合成子长度对于Friedel-Crafts格子化的影响。
图2. (a) 一锅法合成纳米格芳烃的方法、产物的结构和命名。(b) 和 (c) 不同合成子对于各种产物产率的影响。（图片来源：Chin. J. Chem.）
为了进一步弄清A字格的结构，作者使用NMR和XRD分析A字格的结构和性质。作者通过分析明确了产物的结构、分子内的空腔大小以及单晶堆积模式。
图3. (a) NMR、(b) 和 (c) XRD。（图片来源：Chin. J. Chem.）
最后，作者对A字纳米格芳烃作为OFET器件中电荷俘获层材料的光电性质进行了测试。证明了AG相比其他两种分子UG、DG具有最大的存储窗口以及最佳的器件稳定性。
图4. (a) 器件示意图。(b) 、(c) 和 (d) AG、UG和DG的存储窗口。（图片来源：Chin. J. Chem.）
总之，转载利用Friedel-Crafts格子化策略合成A字型纳米格芳烃，其为一种具有稳定空腔的手性纳米结构。并且利用该方法可以一锅法合成获得多种尺寸的纳米格芳烃。此外，该纳米格芳烃显现出明显的优势，如优异的器件的稳定性、较大的存储窗口等。
黄维院士、解令海教授、王一如博后为共同通讯作者，魏颖副教授与杜雪硕士为共同第一作者。本工作得到了国家自然科学基金（22071112、22275098）、南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室基金项目（GDX2022010005、GZR2022010011）的支持。
课题组简介
CMSOD@IAM团队围绕有机半导体的纳米化研究方向，开展了分子共价键工程与纳米制备工艺，开拓了有机宽带隙半导体材料新方向、新原理以及新应用。经过多年努力，形成三项具有代表性的成果：1）突破经典小分子半导体和共轭聚合物的结构局限，原创了可溶性有机纳米聚合物材料体系；2）研发了高稳定延迟荧光材料与纳米晶印刷介质，推动了有机蓝光材料的商业化；3）将有机宽带隙材料应用于类脑计算，研发了有机宽带隙驻极体介质与存算材料/类脑器件。
教授简介
解令海，南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院/化学与生命科学学院教授、博士生导师，国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者。2000年和2003年分别获得东北师范大学学士学位和汕头大学硕士学位。2003至2006年就读于复旦大学先进材料研究院, 获得博士学位（导师：黄维院士）。
长期从事多功能有机半导体材料的设计合成及其在有机发光、有机激光、有机存储和忆阻器等领域的应用研究。 面向有机智能未来，潜心于有机半导体、光电高分子、有机/塑料/柔性电子领域的科学研究、教育教学及人才培养工作。 主要学术贡献包括实践了有机半导体的空间设计，建立了分子吸斥协同理论（SMART），发现了有机纳米格芳烃（ONGA），提出了跨尺度格子化学、开拓了有机纳米聚合半导体与光学材料方向，研发了低成本螺芴杂蒽（SFX）类半导体以及新一代有机宽带隙半导体与光学塑料，并建立了离子库伦制衡机制的SVDP忆阻过滤技术原理。
近五年，以通讯作者身份发表了 Nat. Commun. 、 Adv. Mater. 、 Chem 、 Angew. Chem. Int. Ed. 等高质量研究论文100余篇。 组建了多学科交叉融合的 “柔性电子材料”省级创新团队，包括有机格子化学合成方法、有机柔性电子器件绿色制造、有机半导体忆阻类脑计算以及分子设计师/人工智能化学家（AiRCs）方向。
黄维，中国科学院院士，美国国家工程院外籍院士、俄罗斯科学院外籍院士、名誉博士，亚太材料科学院院士、东盟工程与技术科学院外籍院士、巴基斯坦科学院外籍院士、国际欧亚科学院院士。西北工业大学教授，有机电子学/柔性电子学家。教育部特聘教授，国家“杰出青年科学基金”获得者，科技部“973”项目首席科学家。中国科学技术协会常委、中国化学会副理事长、中国化工学会副理事长、中国管理科学学会副会长、亚太地区工程组织联合会（FEIAP）候任主席。英国谢菲尔德大学名誉博士、英国皇家化学会会士、美国光学学会会士、国际光学工程学会会士。曾获国家自然科学奖二等奖、何梁何利基金会科学与技术进步奖，成果入围“中国高等学校十大科技进展”。
黄维院士是国际上最早从事聚合物发光二极管显示研究并长期活跃在有机电子学、柔性电子学领域的知名学者之一。 从九十年代初开始致力于跨物理、化学、材料、电子、信息和生命等多个学科、交叉融合发展起来的有机电子学、柔性电子学这一国际前沿学科的研究，在构建有机光电子学科的理论体系框架、实现有机半导体的高性能化与多功能化、推进科技成果转化与产业化方面做了大量富有开拓性、创新性和系统性的研究工作，是我国有机（光）电子学科和柔性（光）电子学科的奠基人与开拓者。 以第一或通讯作者身份在 Nature 、 Nature Materials 、 Nature Photonics 、 Nature Nanotechnology 、 Nature Communications 、 Advanced Materials 、 Journal of the American Chemical Society 等 SCI 学术期刊发表研究论文 700余篇，H因子为107，国际同行引用逾60000余次，是材料科学与化学领域全球高被引学者，SciVal（全球顶级科技论文数据库）材料学科以及OLEDs、Solar Cells和Conjugated Polymers领域排名全球第一。 获授权美国、新加坡和中国等国发明专利200 余项，出版了《有机电子学》《生物光电子学》等学术专著。
邀稿
今天，科技元素在经济生活中日益受到重视，中国迎来“科学技术爆发的节点”。科技进步的背后是无数科学家的耕耘。在追求创新驱动的大背景下，化学领域国际合作加强，学成归国人员在研发领域的影响日益突出，国内涌现出众多优秀课题组。为此，CBG资讯推出“人物与科研”栏目，走近国内颇具代表性的课题组，关注研究、倾听故事、记录风采、发掘精神。来稿请联系C菌微信号：chembeango101。
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