В лаборатории термохимии МГУ научились быстро и эффективно получать полимерные наноструктуры на основе фуллеренов. Работа позволит химикам создавать новые полностью углеродные полимерные материалы с высокой электронной проводимостью, востребованные в органической оптоэлектронике.

Фуллерены – важный класс углеродных полупроводниковых материалов. Ученые применяют их в молекулярной электронике, фуллерены входят в состав полевых транзисторов, полимерных и перовскитных солнечных батарей и топливных элементов. Как выяснили исследователи, эти устройства могут работать эффективнее, если использовать упорядоченные наноструктуры, которые можно получить из полимерных фуллеренов. Раньше такие материалы 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, 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».

Химики установили строение полученных наноструктур с помощью рентгеноструктурного анализа монокристаллов, а определить базовые свойства им помогли 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 таких структур открывает путь к созданию полностью углеродных нанопроводов, перспективных для приложений в органической электронике, уверены ученые.

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

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда. Результаты исследования опубликованы в журнале Королевского химического общества Dalton Transactions.