近日，化学与材料学院吴涛教授课题组在金属硫族簇基化合物的合成与功能探究中取得重要进展，以暨南大学为第一完成单位在Nature Communications上发表研究成果。
自1991年Iijima发现碳纳米管(CNTs)以来，过去30年里，一维中空纳米管凭借其独特物理化学性质及潜在应用前景，成为物理学、化学和材料学界长期关注焦点，并促进寻求不同种类的无机纳米管来应用于多个纳米技术领域，如纳米催化、分子毛细管、能量存储等。
与通过层状材料剥离的二维纳米片在非平衡条件下卷曲形成的传统无机纳米管相比，采用自下而上合成策略所制备的簇基晶态无机纳米管，通常具有精确结构和均一尺寸。此外，这种类型纳米管由于表面通常带有负电荷，可通过离子或其它弱相互作用组装成晶体阵列。这为研究纳米管内部或外部的离子传输和离子传导提供了一类特殊平台。然而，由于纯无机材料设计合成方面固有的复杂性，簇基晶态无机纳米管的合成面临巨大挑战，相关化合物报道较少。已报道的簇基晶态无机纳米管大多基于金属氧化物，导电性较差。尽管基于硫化物半导体的晶态纳米管在光/电性质方面具有优势，且在纳米电子和光电子领域具有较大潜在应用，但已报道的数量非常有限，对其电导尤其是光电导性质方面的研究还尚未见报道。
基于对金属硫族纳米团簇的长期合成探索，吴涛教授课题组于近期报道了一例独特的由金属硫族超四面体纳米团簇构筑而成的一维晶态纳米管阵列（{K3[K(Cu2Ge3Se9)(H2O)}]），并对其电导和光电导行为进行了研究。研究结果表明，金属硫族超四面体簇基晶态纳米管，是迄今为止最大直径的晶态无机纳米管，具有良好结构依赖的导电性（7.60 × 10−6 S cm−1）和定向光电导行为。相比于以往报道的晶态无机纳米管阵列，其导电性增强了约1万倍。此外，自上世纪70年代首例超四面体T2团簇（[Na4Ge4S10]）出现以来，该硫族簇基晶态纳米管是在金属硫族超四面体簇基化合物合成与结构创新方面的又一重大突破。
吴涛教授是化学与材料学院新引进的青年人才，2012年获国家“海外高层次人才引进计划”青年项目资助，2011年获美国加州大学河滨分校理学博士学位，并获国家优秀自费留学生奖，2013年入选江苏省“双创计划”引进人才，2014年入选苏州市工业园区金鸡湖“双百人才计划”。长期专注于金属硫族纳米团簇领域的基础与应用研究工作。自2012年回国工作以来，以独立通讯或第一通讯作者在Acc. Chem. Res. (1篇)、Nat. Sci. Rev. (1篇)、J. Am. Chem. Soc. (6篇)、Angew. Chem. Int. Ed. (3篇)、Nat. Comm. (1篇)、CCS Chem. (1篇)、Chem. Sci. (1篇) 等期刊发表学术论文近70余篇。
A chalcogenide-cluster-based semiconducting nanotube array with oriented photoconductive behavior
Jiaqi Tang, Xiang Wang, Jiaxu Zhang, Jing Wang, Wanjian Yin, Dong-Sheng Li & Tao Wu*
Nat. Commun., 2021, 12, 4275
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-24510-0
