【东大新闻网3月18日电】（通讯员 王猛）近日，东南大学化学化工学院杨洪教授课题组通过化学法合成首例石墨烯纳米带热致液晶分子，相关研究成果以“Graphene Nanoribbon Core Thermotropic Liquid Crystal with a Well-Defined Molecular Structure”（具有精确分子结构的石墨烯纳米带热致液晶）为题，在国际权威期刊“Angewandte Chemie International Edition”（《德国应用化学》）在线发表。
石墨烯纳米带（GNR）是宽度小于50纳米的石墨烯条带，凭借高载流子迁移率、高热导率以及独特的非零带隙特性，在集成电路领域具有巨大的应用潜力。将GNR精准排列并组织成层次化且规整的结构是实现高性能半导体器件的关键。然而，传统的取向技术难以获得无缺陷、分子结构精确的GNR阵列。为了解决该技术难题，课题组提出了一种通过赋予GNR热致液晶性来制备高度有序GNR阵列的策略，化学合成了首例石墨烯纳米带热致液晶分子（GNR-LC），成功实现了分子级精度的结构控制和二维有序组装。
GNR-LC分子的合成路线采用自下而上的溶液法合成策略，从苯环衍生物小分子出发，经过铃木-宫浦交叉偶联反应、钯催化的环化二聚反应、肖尔氧化环脱氢等一系列反应，最终构建出带有十二个长烷氧基链的扶手椅型GNR液晶分子。该GNR-LC分子能够在较宽的温度范围内自组装成紧密π堆叠的六方柱状液晶相，可自发实现GNR的垂直取向排列，构筑出一维电荷传输通道。基于GNR-LC的器件具有超过2.4 cm2 V-1 s-1的空穴迁移率，这一性能显著优于绝大多数已报道的基于多环芳烃核的盘状液晶半导体材料。该进展为未来开发适用于大规模复杂GNR体系的定向排列策略提供了有效途径。
论文第一作者为东南大学博士研究生胡俊，杨洪教授和王猛副研究员为共同通讯作者，东南大学为唯一通讯单位。该工作得到了国家杰出青年科学基金和国家重点研发计划的资助，
论文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202501161
供稿：化学化工学院
（责任编辑：刘明源 审核：李震）
