Nature Chemistry：单分散石墨烯纳米带！

背景：原子级精准的石墨烯纳米带（GNRs）在纳米电子器件中潜力巨大，但因骨架间强π-π相互作用，在溶液加工中易严重聚集，难以获得制造单带器件所需的单分散溶液，且现有方法难以在抑制聚集的同时有效调控其光电性质。研究目的：本研究介绍了一种基于环番的屏蔽策略，通过在GNR骨架两侧引入张紧的循环烷二基链，旨在空间上保护GNR骨架，利用几何不匹配抑制带间π-π堆叠，实现溶液中的单分散，并利用内部应变调控其光电特性。结论：该策略成功合成了三种不同链长的环番屏蔽GNRs（1a-c）。研究表明，短链环番（如1c）能产生显著弯曲应变（弯曲角37.3°，应变能22.92 kcal/mol），有效抑制聚集，使1c在NMP中实现单分散（浓度可达0.5 g/L），并使其能隙拓宽至2.0 eV。太赫兹光谱显示，应变效应显著降低了载流子有效质量（0.23 m0）并延长了散射时间，使1c的短程迁移率飙升至330 cm²/Vs，比长链组分提升74%。基于1c的单分散性，成功制造了单电子晶体管（SET），在低温下观察到清晰的库仑阻塞行为和激发态信号，验证了该策略在量子器件集成中的可行性，为工程化可溶液加工的GNRs提供了通用策略。