南京林业大学首次证实邻碳硼烷的新机械载体受力易解离特征

展全思梦 2025-11-13 12:24:13

南京林业大学首次证实邻碳硼烷的新机械载体受力易解离特征

原标题:南京林业大学首次证实o-碳硼烷这种新型机械载体在压力下易解离。

近日，南京林业大学理学院功能高分子材料研究团队在《Angewandte Chemie国际版》(德文应用化学中译本，影响因子:15.336)发表了题为《碳烷的机械化学》的研究论文。理学院化学与材料科学系叶莎副教授为第一作者、通讯作者；理学院硕士研究生周舟为共同第一作者；南京农业大学的李翔副教授和南京大学的洪雁教授是联合记者。我们学校是第一个完成的单位。该项目得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省高校自然科学研究面上项目、江苏省双创博士点、南京林业大学标志性成果培育项目的支持。

闭合碳硼烷(C2B10H12)于20世纪60年代被发现。传统上，碳硼烷被认为是一种“刚性”和机械惰性的分子。近年来，随着“超共价键”理论的发展，C-C键的键长极限不断被突破。邻位碳硼烷中的碳碳键是一种非典型共价键，键长超过传统碳碳单键长度约5%，离解能可能低于传统碳碳键，这使得探索其力学响应成为可能。

该团队通过控制聚合将邻碳硼烷接枝到聚合物链的中心，并通过聚合物超声波机械化学对聚合物链施加张力。结合多种光谱证据和超声动力学证据，首次证实了正碳硼烷在应力作用下容易解离。发现邻碳硼烷中碳碳键的机械强度为1.40 nN，远低于传统碳碳单键的机械强度(6~7 nN)。碳碳键的解离进一步引发了整个笼的解离。解离后，得到一个具有高亲电活性的硼簇中间体，可用于触发反应级联。同时，通过DFT计算，团队揭示了解离机理为均相解离。开发了一种新型的邻碳硼烷力敏感基团(mechanophore)，证明热力学极其稳定的碳硼烷在特定应力方向会变得“软”，为激活碳硼烷的笼状结构提供了新思路，为开发基于“超共价键”的机械响应材料奠定了基础。

资料来源:南京林业大学

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