在纳米尺度上有序地将单个原子组装成高度周期性的聚集体是高精度原子制造的一个有趣但具有挑战性的过程。

近日，中科大吴宇恩教授，Huang Zhou，国科大Wu Zhou报道了面内薄膜的表面收缩可以诱导分子自组装以非常规的分布排列单原子，使它们在碳条上形成周期性的一维偏析（一维单原子阵列（SAA））。

文章要点

1）研究发现，金属酞菁（MPc）分子在热驱动和氯化钠模板的帮助下会逐渐聚集和熔化形成薄膜，伴随着表面收缩、自组装和深度碳化。在纳米尺度上，这些周期性的平行阵列是由于分子间的相互作用而通过π−π堆积形成的。

2）在原子尺度上，单原子由垂直的酞菁衍生的多层石墨烯稳定。这可以显著改变最外层石墨烯（如铁基SAA）上单原子位的电子结构，从而优化氧中间体的吸附能量，并导致针对无序单原子的高氧还原反应(ORR)性能。

研究发现为有序制造单原子(如Fe、Co和Cu)提供了一条一般路线，并揭示了有序分配与催化性能之间的关系。

参考文献

Lingxiao Wang, et al, Periodic One-Dimensional Single-Atom Arrays, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c05572

https://doi.org/10.1021/jacs.2c05572