Novo trabalho de uma equipe de cientistas liderada pelos drs. Kuo Li e Haiyan Zheng do Centro de Pesquisa Avançada de Ciência e Tecnologia de Alta Pressão (HPSTAR) colaboraram com o Dr. Jing Ju da Universidade de Pequim e encontraram polimerização induzida por pressão de 1, 4-difenilbutadino produz nanofitas grafíticas cristalinas. Seu estudo fornece uma nova estratégia para sintetizar nanofitas de grafeno em massa cristalina com ordenação em escala de átomo e largura controlada. O resultado foi publicado recentemente em Jornal da American Chemical Society .

Nanofitas grafíticas (GNRs) são tiras de grafeno, que possui bandgap diferente de zero e apresenta grande potencial de aplicação na área de dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos em nanoescala. O gap é fechado em relação à sua largura, backbone e estruturas de borda, bem como substituições em nível atômico. Assim, a síntese de GNRs atomicamente precisos é muito crítica. O método 'ascendente' incluindo o método de síntese assistido por superfície e mediado por solução é um protocolo atraente para construir os GNRs com a estrutura desejada. Contudo, estes dois métodos não são adequados para sintetizar GNRs cristalinos em massa.

Uma abordagem promissora para obter produtos cristalinos é a polimerização topoquímica em estado sólido, que pode ser induzido em um ambiente cristalizado restrito sob estímulos físicos externos (luz, aquecer, pressão, etc.). Infelizmente, os tipos de reação do SSTP são limitados a alguns tipos, como 1, 4-adição, Cicloadição [2 + 2] e cicloadição azida-alcino. As reações de Diels-Alder (DA) e Dehydro-Diels-Alder (DDA) mais amplamente utilizadas para a construção de um novo carbociclo de seis membros em solução são raramente vistas na reação de estado sólido, porque alcançar a orientação adequada e a distância entre um dieno e um dienófilo é extremamente desafiador.

A polimerização induzida por pressão (PIP) mostrou suas vantagens únicas na síntese de vários novos materiais cristalinos, porque a pressão é a maneira mais eficaz de regular a estrutura do cristal e comprimir a distância intermolecular do reagente. Usando espectroscopia de infravermelho e Raman in situ, os autores descobriram que o PIP de 1, 4-difenilbutadino (DPB) começa por meio de uma reação inesperada de DDA com fenil como dienófilo em vez de 1, Reação de 4 adição entre diinas. Usando várias técnicas de ponta, os autores confirmaram que o produto são nanofitas grafíticas de poltrona cristalinas. Possui uma estrutura de nanofita de grafeno com sp ³ -carbonos na borda. Podemos esperar que o sp ³ carbono pode se converter em sp ² -carbonos por perda de hidrogênio e uma estrutura GNR bem definida com uma borda de poltrona transparente e largura de 1 nm serão produzidos.

Além disso, os pesquisadores também realizaram difração de nêutrons de alta pressão in situ para explorar a estrutura cristalina do DPB na pressão de limiar da reação (10 GPa) e a distância crítica desta reação DDA foi determinada como 3,2 Å. Com base em várias distâncias quantitativas das diferentes posições reativas antes da reação, eles propuseram que o PIP é dominado pela distância das posições reativas, que é diferente da reação em solução dominada pelos grupos ativos ou funcionais.