高性能聚合物研究院何丽霞博士与赵英杰、李志波教授团队合作通过自下而上的合成策略，在低温条件下，首次实现了具有明确结构和精确组成的石墨四炔（GTTY）的实验室合成。该石墨炔具有超高含量的sp-杂化碳（80%），超大的拓扑孔径和高结晶度，具有出色的半导体性能。该研究丰富了碳材料石墨炔家族的研究，极大地推进了碳材料的发展。

图1 石墨四炔结构

合成、分离新的碳同素异形体是过去二三十年碳材料研究的焦点，科学家们先后发现了富勒烯、碳纳米管和石墨烯等。2010年，我国科学家李玉良院士在全世界范围内首次报道了碳家族新成员-石墨二炔（GDY）的合成，开启了人工合成碳同素异形体的先例，才使得石墨炔的研究迈出的实质性的一步。

团队近年来在石墨炔材料结构设计及其应用研究方面取得了系列进展。他们自主开发了一系列具有精确氟取代结构的石墨炔（Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 13897-13903；Nanoscale Horiz. 2020,5, 1274-1278.），氮原子掺杂（ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 1, 53–58；ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 2740−2744），硫原子掺杂（ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 46070−46076），以及含有腈基（Chem. Commun. 2020, 56, 3210-3213.）、四苯乙烯基团（Small 2019, 1804519.）的等新型结构石墨炔，并进一步探索了这些石墨炔在能源存储、光电催化等领域的应用，取得了可观的研究成果。

该研究实现了超高sp-碳含量的GTTY的成功制备，并对其结构和半导体性质进行全面的表征，极大地促进了二维石墨材料材料的发展。该工作以发表在中国化学会旗舰期刊CCS Chemistry上。第一作者为青岛科技大学潘庆燕博士。

文章链接：https://doi.org/10.31635/ccschem.020.202000377