金朋老师合作文章在《Journal of the American Chemical Society》 发表

    富勒烯是一类全碳笼状分子，其作为唯一可溶且具有确定分子结构的碳材料，可以通过X射线单晶衍射技术来确定分子结构，因此富勒烯被认为是研究其他新型碳材料，如碳纳米管和石墨烯的结构及机理原型。在原子尺度下对富勒烯亚纳米级中空的碳笼进行掺杂可得到一类结构性质更为独特的化合物，称为内包富勒烯。内包富勒烯表现出许多新奇的光、电、磁等性质，在超导、生物医药、能量存储与转换及量子计算等方面应用显著。
    研究发现，M2C2n型金属富勒烯可能以两种形式存在：一种是双金属富勒烯M2@C2n，另一种是金属碳化物簇富勒烯M2C2@C2n-2。到目前为止，越来越多的M2C2n型金属富勒烯都证明是以金属碳化物簇富勒烯M2C2@C2n-2形式存在的，但双金属富勒烯M2@C2n的报道相对较少。近日，我院金朋老师与华中科技大学卢兴教授团队合作，对其成功合成和X-ray表征的一系列含镥内嵌金属富勒烯Lu2C2n（2n = 82-86）进行了理论计算分析，结果显示在Lu2C2n中，内部的两个镥离子倾向于只贡献出一个6s电子和一个5d电子给碳笼，而另一个6s电子会保留下来，于是两个本来相互排斥的二价镥离子之间可以克服库仑斥力形成新颖的镥-镥金属单键，这一计算结果与单晶数据高度一致，从而实现了实验与理论计算的完美结合。该工作近期发表在化学类顶级期刊Journal of the American Chemical Society 上（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 9979, DOI: 10.1021/jacs.7b04421），并被X-MOL重点推荐（www.x-mol.com/news/9703），金朋老师和华中科技大学的卢兴教授、李芳芳教授、彭平教授为论文的共同通讯作者。这一研究成果不仅丰富了金属富勒烯家族，同时对深刻理解金属富勒烯的分子结构、形成机理及金属-碳间的配位作用具有重要的参考价值。

(a)Lu2@Cs(6)-C82、(b) Lu2@C3v(8)-C82、(c) Lu2@D2d(23)-C84以及(d) Lu2@C2v(9)-C86的单晶结构