2016年4月15日下午，中国科学院院士、无机化学家、中国科学院化学研究所研究员李玉良教授应邀做客第六十七期南科大讲堂，为我校师生带来题为“分子材料聚集态结构--从一维到二维”的精彩讲座。讲座由我校科研部部长赵予生主持。

          李玉良院士是国家重大科学研究计划“973”项目首席科学家，国家自然科学基金委员会重大研究计划指导专家组成员。他首次合成了具有本征带隙sp杂化的二维碳石墨炔,建立了无机/有机半导体异质结共生长方法学，解决了纳米科学中异质结构相容生长的关键问题；率先在国际上建立了富勒烯低维结构生长方法学，实现了大面积、高有序富勒烯纳米管的制备，开辟了富勒烯研究的新途径等。

图为赵予生向李玉良院士颁发南科大讲堂第67位主讲嘉宾证书

【一维纳米材料与二维纳米材料】

          李玉良院士首先从单分子到分子聚集态结构再到功能材料，诠释三者关系，解释了分子基材料中的重要科学问题——聚集态。由此作为基础，他又解释了何为一维材料、何为二维材料，以及如何在二者之间实现跨越。李玉良说：“一维纳米材料中电子仅在一个非纳米尺度方向上自由移动，而这运动是直线的。二维纳米材料中电子可在两个维度的非纳米尺度上自由运动。”接着他介绍了一维纳米材料与二维纳米材料的各自特点。

【二维石墨炔的研究历程】

          李教授着重介绍了自己团队研究二维石墨炔的历程，包括碳材料的聚集态，富碳分子的聚集态，铜基生长的聚集态，再到自组装生长。其间又分享了其中的波折。李玉良很早就着手研究石墨炔，但由于当时表征技术，合成技术还不完备，就停歇了很长一段时间。直到石墨烯材料出来后，他觉得石墨炔更有意思，潜力更大，又继续石墨炔的研究。

【开辟人工化学合成碳同素异形体先例】

          合成化学如何实现富碳到全碳的合成？为什么要做石墨炔？为什么要在石墨炔家族选择石墨二炔？李院士发问并详细解释其中缘由。其间，他将石墨二炔和石墨家族对比，只有石墨二炔有恰当的活性及较小位组，从合成化学上可以实现。“石墨炔单体交联形成的片段交联所获得的交联距离均大于实验值；而理论计算形成的石墨炔二维结构层间距与实验值一致“他兴奋的解释了石墨炔二维层装结构的模拟计算所得的结果。提及了高纯度石墨炔克量级的制备。李教授在铜表面上合成了具有本征带隙sp杂化的二维碳的新同素异形体石墨炔，开辟了人工化学合成碳同素异形体的先例。

【石墨炔的应用】

         李教授介绍了基于石墨炔的钙钛矿电池，石墨炔在染料敏化太阳能电池中的应用，石墨炔负载金属高性能催化反应，与石墨烯储锂性能等等。最后，他又向师生分享了他最近的研究方向——二维碳石墨炔磁性研究。

         李教授表示，“石墨炔的功能是潜在的，虽然它的化学合成给物理学家、材料学家等开展研究工作带来瓶颈，但只要克服了这一困难，将是合成化学的一大进步！”

         互动提问环节，师生们踊跃发言提问。化学系主任张緖穆教授以他以前在这方面研究中遇到的问题，与李玉良院士进行深入探讨。有学生对如何制备石墨炔提出疑问，李玉良院士一一耐心解答。

文字：学生新闻社 蔡源稻

摄影：学生新闻社 宋梽豪