2023年度甘肃省科学技术奖励自然科学奖三等奖：富勒烯结构与功能化的理论计算研究
第一完成单位：天水师范学院
主要完成人：袁焜，李孟阳，刘艳芝，赵翔，朱元成
获奖项目名称：富勒烯结构与功能化的理论计算研究
获奖编号：2023-Z3-010
获奖项目简介：本项目属低维碳纳米材料结构与功能的分子基础理论研究。采用先进理论计算与模拟的方法，研究了系列内嵌金属团簇富勒烯的结构、富勒烯的外接衍生功能化，特别是设计低维纳米尺度超分子体系，预测了其功能，阐释了结构与功能之间的构效关系，为开发富勒烯相关碳基功能材料提供了理论支撑和驱动力。首先揭示了一系列内嵌金属富勒烯热力学上最稳定构型及其电子结构特征，阐明了内嵌金属团簇与富勒烯碳笼之间成键的物理化学本质。其次，提出了一种稳定的单重态富勒烯基卡宾新结构，为富勒烯外接衍生物和构筑富勒烯分子簇提供新的合成路径，同时也丰富了二维富勒烯构筑理论。第三，丰富和发展了富勒烯相关超分子体系及有关理论，成功预测了富勒烯非共价封装修饰而作为太阳能电池电极电子受体的功能，提出了富勒烯可逆封装与释放的功能赋予路径。同时，揭示了钳形受体分子对富勒烯选择性识别机制及其对超分子屏蔽的N杂富勒烯自由基长寿命功能，阐明了及其自旋诱导的(C59N)2二聚体中键接碳笼C-C键的转移重构机制。指出其在自旋电子学、超分子电子器件或光电转换器件等领域的潜在应用价值潜。本项目研究发表论文30余篇，5篇代表性论文截至目前被国际同行正面评价并引用近百次。
