Klaus Müllen院士最新综述：石墨烯时代的稠环芳烃研究

稠环芳烃 (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs) 是有机化学研究中历久弥新的重要学科分支。它既与基础理论的发展密切相关 (如分子轨道理论、芳香性等)，又是有机光电磁功能材料的结构基础 (如明星分子并五苯、苝二酰亚胺等)，在光子学、电子学、生物成像与治疗等领域具有广阔的应用前景。

21世纪石墨烯的兴起，为稠环芳烃研究提供了新的视角。稠环芳烃的一维拓展可构成石墨烯纳米带，二维拓展则形成石墨烯（如图所示）。因此，它一方面可作为模型分子，帮助理解石墨烯纳米带及石墨烯的结构与性质；另一方面也可作为分子前驱体，实现石墨烯纳米带的精准合成及高质量石墨烯的制备。

稠环芳烃、石墨烯纳米带及二维石墨烯的关系示意图

Klaus Müllen教授和王小野研究员的综述文章，就稠环芳烃研究提出了新的见解。文章首先综述了稠环芳烃的常见合成方法，然后从（1）边缘拓扑结构，（2）边缘可控修饰，（3）精准“缺陷”工程，（4）可控杂原子掺杂四个方面详细阐述了稠环芳烃与石墨烯两个领域的紧密关联。

一方面，稠环芳烃化学的发展极大促进了石墨烯量子点及石墨烯纳米带的“自下而上”精准合成，进一步推动了新兴材料的创制与发现（如石墨烯纳米带拓扑绝缘体及半导性多孔石墨烯等），也为研究石墨烯缺陷态及杂原子掺杂对电催化性能与磁性的影响提供了丰富的结构模型。另一方面，石墨烯材料的研究也不断地为稠环芳烃的简捷、高效、精准合成提出新的挑战，为纳米石墨烯分子的设计合成及应用提供新的思路。

文章指出，稠环芳烃与石墨烯两个领域应进一步交叉融合，相互合作，彼此促进，从而实现协同发展。

详见：Xiao-Ye Wang*, Xuelin Yao, Klaus Müllen*, Sci. China Chem. 2019, DOI: 10.1007/s11426-019-9491-2.

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由德国马普高分子所基金支持，该文在Springer网站open access出版，点击左下角“阅读全文”亦可免费下载全文。

王小野，博士，南开大学特聘研究员、博士生导师、百名青年学科带头人，国家青年人才计划入选者。于2009年获南开大学学士学位，2014年获北京大学博士学位（导师：裴坚教授）。2014~2019年在德国马普高分子所从事博士后研究，期间获德国洪堡基金资助（导师：Klaus Müllen教授）。2019年入职南开大学化学学院，依托元素有机化学国家重点实验室、天津化学化工协同创新中心等平台独立开展研究工作。近年来，主要从事有机共轭功能分子的设计合成及器件研究，已在Nat. Rev. Chem.、Nat. Commun.、 J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等国际高水平学术期刊上发表论文45篇，总引用1900余次，H因子为21。

姚雪麟，德国马普高分子所博士研究生，本科及硕士毕业于四川大学，2015年加入德国马普高分子所Klaus Müllen教授课题组攻读博士学位，已在Nature、J. Am. Chem. Soc.、Asian J. Org. Chem. 等期刊上发表多篇学术论文。

Klaus Müllen，德国马普高分子所教授，德国科学院院士、欧洲科学院院士、美国艺术与科学院外籍院士，曾任德国化学会主席。主要从事功能性有机高分子及碳纳米材料研究，已在Science、Nature、Nature Chem.、Nature Mater.、Nature Nano.、Nature Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater. 等国际刊物上发表论文1800余篇，引用10万余次，H因子高达137，并拥有60多项专利。曾获Hermann Staudinger Award、Gutenberg Research Fellow、Hamburg Science Award、van’t Hoff Award、ACS Nano Lectureship Award、Carl Friedrich Gauß-Medal、Adolf-von-Baeyer-Medal等荣誉及奖项，并获多所国际知名大学及研究机构荣誉博士及荣誉教授称号。