难以捉摸的一氧化硼结构最终决定在83年之后

为了发现新的二维材料,一组来自艾姆斯国家实验室科学家一氧化硼的结构决定的。这种化合物在1940年代首次被发现和维护这些年来的研究兴趣。然而,科学家们不能确定的结构材料由于技术的局限性。使用新核磁共振方法和以前不可用的分析工具,团队来自艾姆斯实验室最后解决这个看似简单的结构材料。

“我们最初没有真正调查研究这个特殊的材料,”弗雷德里克·Perras说,一个科学家来自艾姆斯实验室和研究小组成员。“我们实际上是试图让一个无碳共价有机框架。“一个共价有机框架是一个低密度和多孔材料定期有序的晶体结构。它由有机分子通过共价键连接在一起。

“然而,许多合成试验之后,我们不能得到一个高度结晶共价有机框架材料,”正为温榆黄说,另一位科学家来自艾姆斯实验室和团队的成员。Perras”和黄团体感兴趣为替代能源应用这些材料。

团队最终使boron-based材料Perras很难描述说。通过他们的研究,他们来到文学可以追溯到1940年,包含描述准确反应团队工作,和一个叫做一氧化硼材料的合成。不幸的是,以前科学家们无法确定的结构材料。

幸运的是,自1940年代以来材料研究先进技术。”,因为我们在核磁共振光谱学的专业知识,和新方法的发展,人们在40年代,50年代和60年代没有访问,我们以为,我们可以把这近世纪古老的神秘,“Perras说。

Perras解释说,一氧化硼是由使用前体分子,就像积木。这些分子结合在一起,通过脱水反应。低估结构的关键是找出块是如何安排。“所以我们开发了一些核磁共振方法,允许我们研究这些构建块的定位相对于彼此。基本上,我们发现相邻的前体分子得到组织相互平行,这与先前提出的模型之一,”Perras说。

“我们也很多其他的应用技术,包括粉末x射线衍射,这表明这些nanosheets自身组织成所谓的turbostratic安排,“Perras说。他解释说,这些堆nanosheets就像一堆纸扔到桌子上。一旦他们的土地,他们并不完全一致,但他们仍然在一个堆栈。

根据Perras,最近有很多兴趣合成新的boron-based 2 d材料。理解这个结构可能导致其他有用boron-based 2 d的合成材料。“真正让我兴奋的是,这是一个老问题了。这是一个基本的材料;当你写下的化学公式,BO。这是有趣的从这个角度,我们终于解决了它的结构,“Perras说

参考:Perras FA,托马斯H, Heintz P, et al。一氧化硼的结构。J是化学Soc。2023;145 (27):14660 - 14669。doi:10.1021 / jacs.3c02070

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