p Materiais bidimensionais (2-D), que mostram excelentes propriedades físicas e químicas, receberam atenção sem precedentes e se tornaram um ponto importante de pesquisa em campos científicos, como a física, química e materiais. A modificação orgânica em materiais 2-D por ligação covalente ou adsorção física de moléculas orgânicas pode regular e otimizar muito as propriedades dos materiais 2-D.
Contudo, os métodos de modificação orgânica relatados até agora são esfoliação primeiro e, em seguida, uma estratégia de modificação orgânica (E-M), que geralmente possuem algumas desvantagens, como menor proporção de modificação, tipo incerto, número e posição dos grupos funcionais, uma tendência para defeitos e assim por diante. Portanto, o desenvolvimento da funcionalização de materiais 2-D é muito limitado. p Em um estudo publicado em Nature Communications , um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Xu Gang do Instituto Fujian de Pesquisa sobre a Estrutura da Matéria (FJIRSM) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu uma nova estratégia de modificação orgânica e esfoliação (ME) para preparar calcogeneto metálico orgânico 2-D (OMC ) materiais com intervalos de banda sintonizáveis ​​(0,83 eV) e condutividades elétricas (9 ordens de magnitude).

p Os pesquisadores prepararam convenientemente os cristais parentais com estruturas em camadas derivando OMCs por química úmida por meio da coordenação entre o íon metálico e o ligante tiol contendo diferentes grupos para-substituídos não coordenados. Eles obtiveram OMCs esfoliando seus cristais originais em nanofolhas monocamadas ou de poucas camadas.

p Diferente dos materiais 2-D modificados por uma estratégia E-M, Os OMCs preparados pela estratégia M-E são uma série de materiais 2-D inorgânicos homogêneos com grupos funcionais orgânicos de ligação covalente periodicamente. Este recurso de estrutura permite amplos ajustes nas propriedades dos OMCs, alterando os centros metálicos e grupos orgânicos.

p OMCs têm o único 2-D inorgânico semelhante ao grafeno {Cu ^eu S} ∞, {Ag ^eu S} ∞ e {Au ^eu Camada S} ∞ com grupo funcional modificado em sanduíche (–NH ₂ , -OH, –OCH ₃ , –F, ou –COOH) que se estende para fora da camada inorgânica. Portanto, ambas as superfícies de monocamadas de calcogeneto de metal são ordenada e totalmente cobertas pelos grupos funcionais predefinidos.

p Comparado com os materiais 2-D relatados por uma estratégia E-M, Os materiais OMC têm as vantagens de uma preparação simples, forte capacidade de expansão do sistema, grupo funcional projetável, e assim por diante. OMCs têm alta estabilidade térmica de até 300 ° C, e a maioria dos OMCs também mostrou boa estabilidade química em pH variando de 3 a 11 para> 12 h.

p Além disso, as lacunas de banda dos OMCs podem ser moduladas com alta flexibilidade pela alteração da eletronegatividade dos íons metálicos ou da capacidade de doação de elétrons de grupos funcionais orgânicos. As lacunas de banda dos OMCs são totalmente ajustadas em 0,83 eV, que é o valor mais alto relatado até agora alcançado por todos os métodos químicos.

p Os pesquisadores calcularam a estrutura de banda dependente da espessura dos OMCs pela teoria do funcional da densidade, mostrando que os OMCs apresentam lacunas de banda quase inalteradas ao diminuir o número da camada de massa para camada única.

p Além do mais, eles descobriram que a condutividade dos OMCs pode ser modulada alterando a eletronegatividade dos íons metálicos ou a capacidade de doação de elétrons de grupos funcionais orgânicos. A condutividade dos OMCs pode ser ajustada em 9 ordens de magnitude.

p Este estudo oferece "modificação orgânica primeiro e depois estratégia de esfoliação (M-E)" como uma abordagem eficiente para explorar novos materiais 2-D com base em estratégias de auto-montagem de coordenação.