近日，我研究院杨扬副教授课题组与校内相关课题组合作，在分子间σ-σ相互作用的超分子电子学研究中取得重要进展。相关研究成果以“σ-σ Stacked supramolecular junctions”为题在线发表于Nature Chemistry（DOI: 10.1038/s41557-022-01003-1，IF=24.274）
环己烷（左）和苯环（右）超分子结示意图和对应的电学表征结果
分子间的相互作用，是化学、材料、生物、医学等多个学科研究中的一个重要基本问题。对于相互靠近的两个共轭分子，已经有很多的实验证据证明它们可以通过π电子云之间的相互作用发生分子间的堆积，并且为电子在分子间的输运提供一条有效的路径。然而，对于缺少π电子的非共轭分子体系，两个分子之间是否能够通过σ电子云的相互作用而发生堆积，则长期缺乏直接的实验证据。
研究团队利用单分子电学表征技术，在两个金属电极之间构筑了单个的非共轭环己烷超分子结构。实验证明，电子可以经由两个环己烷分子之间的σ-σ堆积作用进行传输，其电子传输能力与两个共轭苯环间通过π-π堆积作用进行传输时的情况能够相比拟。进一步将研究对象拓展至金刚烷体系，发现该体系表现出了相似的电输运效果，表明σ-σ堆积作用具有一定的普适性。该研究工作是非共轭分子之间存在有σ-σ堆积作用的第一个直接实验证据，为利用非共轭分子制备超分子器件和增加材料结构的多样性开辟了一条新的途径。
我研究院杨扬副教授和化学化工学院洪文晶教授为论文的共同通讯作者，博士后冯安妮和博士生周彧为论文的共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、福建省自然科学基金等项目的资助和支持。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41557-022-01003-1
发布：2022年07月30日 19:04
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