單壁碳納米管（SWCNTs）因其卓越的理化性質(zhì)而備受關(guān)注。碳納米管的直徑對(duì)其性質(zhì)有著重要影響。因此，直徑可控地合成SWCNTs對(duì)其實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。利用有機(jī)分子為模板實(shí)現(xiàn)SWCNTs的生長(zhǎng)具有重要價(jià)值。首先，其結(jié)構(gòu)明確，有利于SWCNTs的直徑可控生長(zhǎng)。其次，有機(jī)模板避免了金屬污染問題。在過去十年中，使用有機(jī)模板（如CPP和曲面多環(huán)芳烴）生長(zhǎng)SWCNTs取得了巨大的進(jìn)展。然而，高效生長(zhǎng)窄直徑分布的SWCNTs仍然面臨挑戰(zhàn)。其中最大的阻礙是缺乏合適的模板分子。分子碳納米帶做為碳納米管的最小重復(fù)單元，其剛性結(jié)構(gòu)為SWCNT生長(zhǎng)提供精準(zhǔn)模板，有利于SWCNT直徑可控制備，因此在碳納米管生長(zhǎng)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。然而迄今為止，利用分子碳納米帶為模板實(shí)現(xiàn)SWCNTs的直徑可控生長(zhǎng)仍未被報(bào)道。近日，溫州大學(xué)胡悅特聘教授、清華大學(xué)郭慶輝副教授、浙江大學(xué)黃飛鶴教授合作在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。

圖1. 以領(lǐng)芳烴（ [2n]collarenes）為剛性有機(jī)模板直徑可控地生長(zhǎng)SWCNTs的示意圖

該工作報(bào)道了利用[2n]領(lǐng)芳烴分子做為剛性有機(jī)模板實(shí)現(xiàn)SWCNTs直徑可控地生長(zhǎng)，所獲得的SWCNTs展現(xiàn)出極為狹窄的直徑分布，并與所使用的模板的直徑高度吻合。同時(shí)，該研究發(fā)展了一種使用新型大環(huán)AP[n]s做為前體分子模塊化合成[2n]領(lǐng)芳烴的通用策略。

該工作近期發(fā)表在國際頂級(jí)期刊《Journal of the American Chemical Society》上。浙江大學(xué)博士后劉婷、我校化材學(xué)院研究生朱琳熙為文章的共同第一作者，胡悅、郭慶輝、黃飛鶴為共同通訊作者。

原文連接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c08536