号外！表面化学开发新奇产品！

材料牛注：表面化学反应可能会产生新的化合物？瑞士的科学家们是如何发现的？又将怎样应用推广？

瑞士纳米科学研究所和巴塞尔大学物理系的科学家们与其来自日本和芬兰的同事们在Nature Communications发表论文，论述表面化学反应可能会产生溶液化学尚未合成的新化合物，并说明第一步、第二步和第三步的产品可以通过高分辨率的原子力显微镜进行详细分析。

在纳米技术的众多应用中，表面上的单个分子可以满足特定的功能——如传导电流或发射光信号。理想情况下，科学家们可以在表面直接合成非常复杂的化学成分。同时，表面化学反应在超高分辨率原子力显微镜的帮助下一步步地完成，得到的数据使他们获得精确的分子结构，并沿着路径算出能量。

为了完成试验，Ernst Meyer的同事们选择了一个由三键结合的三个苯环组成的分子。当研究者将这种分子应用到银表面时，分子排列一致，但没有化学反应发生。

以铜为催化剂

然而，在铜表面，分子在-123℃时即可发生反应。由铜原子的催化下，前体分子结合了两个氢原子，从而改变其结构和空间排列。当样本加热到200℃，在两个五边形环形成的位置发生了进一步的反应。最后两步反应产生了某种芳香烃化合物，这恰恰是溶液化学没有合成过的物质。

研究人员在超高真空条件下进行这些试验，并利用高分辨率的原子力显微镜监测合成物。与计算机产生的精确的分子结构相比，它可以完全匹配显微镜图像。

量身定制的纳米结构

通过他们的实验，国际研究小组已经确定：表面化学可以产生新产品。Meyer说，这种非常纯粹的化学形式为我们提供了可以量身定制的表面纳米结构，应用于各种不同的方面。在上述提及的例子中，铜的功能是催化，并通过加热来控制前体分子的化学反应，同时通过原子力显微镜来监测。

原文链接：On-surface chemistry leads to novel products。

文献链接：Thermal control of sequential on-surface transformation of a hydrocarbon molecule on a copper surface。

本文由编辑部杨超提供素材，刘万春编译，点我加入材料人编辑部。