解决相关石墨烯衍生物的稳定性问题

在过去的几十年中，已经开发出一种新的合成方法，通常称为“表面合成”，它与标准的湿化学方法大相径庭。代替后者中溶剂的三维空间，这种新方法中的反应物环境是定义明确的二维固体表面，通常保持在真空条件下。这些差异使得能够成功合成通过常规方法无法获得的多种分子结构。

在引起特别关注的结构中，我们发现了具有锯齿形边缘的碳纳米结构，它赋予了材料令人兴奋的电子甚至磁性，这些特性对于包括量子技术在内的多种应用具有潜在的兴趣。

然而，这些材料的一个重要缺点是它们通常缺乏足够的化学稳定性来承受空气暴露。这就是为什么像真空这样的环境被用来使合成成为可能。不幸的是，为了最终在实际设备中实现这些结构，需要对这些结构进行操作并将其转移出真空，这会降低材料的质量，从而危及它们的潜在利用。

这带来了为器件制造工艺构思新策略的需要。在常规化学中，保护/去保护策略通常用于克服稳定性问题。然而，这种保护化学策略是否也可以应用于“表面合成”还有待检验。

在这项工作中，来自DIPC和CFM(CSIC-UPV/EHU)的国际团队在圣塞巴斯蒂安、CIQUS—圣地亚哥德孔波斯特拉大学、捷克科学院(布拉格)、帕拉克大学(奥洛穆茨)、伊克尔巴斯克(巴斯克地区)和ElEntrego的CINN(CSIC-UNIOVI-PA)使用具有高密度锯齿形边缘的窄条石墨烯纳米带进行了此类测试。这项工作现已发表在《自然化学》上，提出了两种相关但互补的方法，将保护/去保护策略应用于纳米石墨烯的反应性锯齿形边缘片段。

特别是，他们已经证明了使用原子氢作为保护纳米结构石墨烯免受大气氧化影响的一种手段。之后，纳米结构很容易脱氢并通过退火转化回其原始形式。另一种方法进一步使他们能够将具有保护性酮侧基的石墨烯纳米结构的空气稳定、化学改性形式转化为感兴趣的分子。

这些结果的影响是深远的。预期所证明的保护/去保护策略同样适用于具有与此处探测的不同的锯齿形边缘段的石墨烯纳米结构。因此，它为将碳纳米结构集成到设备中的方法的概念打开了新的大门，从而可能使利用其锯齿形边缘的独特特性更接近可扩展的应用，这是一个跨越物理、化学、材料科学的重大科学挑战和工程。