石墨炔（Graphdiyne，GDY）是一种具有二炔键（−C≡C−C≡C−）结构的二维碳材料，在各个领域引起了极大的关注。然而，由于低的炔偶联效率和平面外生长，GDY薄膜的控制合成仍然极具挑战。

近日，北京大学张锦院士，童廉明研究员，国家纳米科学中心Chunying Chen开发了一种通用的合成方法，在室温下快速合成GDY薄膜，时间为2小时。

文章要点

1）采用了高效的Cu(II)-N，N，N‘，N’-四甲基乙二胺（Cu(II)-TMEDA）催化剂，大大提高了偶联效率，并在水凝胶上构建了超铺展的液/液界面，控制了GDY膜的厚度，实现了催化剂对炔偶联的缓慢释放。超扩散指的是小液滴在几十秒内在基片上完全湿润，并已成功应用于各种聚合物薄膜的受限合成。此外，功能水凝胶还被广泛应用于细胞治疗、药物输送、人造纤维和软电子等领域的生物相容性支架。

2）通过调节单体浓度和反应时间，可以很好地控制GDY薄膜的厚度为4−50 nm。研究人员通过原子力显微镜(AFM)表征，发现了成核和面内膨胀生长过程。高效的末端炔偶联反应提高了成核密度和生长速率，这是薄膜快速形成的原因。

3）在聚丙烯酰胺(PAAM)水凝胶上生长的GDY薄膜(GDY/PAAM水凝胶)可直接用于抗菌应用。GDY薄膜优异的光热转化效应不仅直接发挥了抗菌作用，而且促进了水凝胶中铜离子的释放，达到了100%的抗菌效果。

总体而言，这项工作为快速合成GDY纳米膜提供了一种成功的方法，并为未来的应用展示了一种良好的协同抗菌剂。

参考文献

Ya Kong, et al, Rapid Synthesis of Graphdiyne Films on Hydrogel at the Superspreading Interface for Antibacteria, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c04984

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04984