长春光机所在卟啉分子自组装纳米结构合成方面获新进展

　　近期，由中科院长春光学精密机械与物理研究所与河南大学的科研人员合作开展的卟啉分子自组装纳米结构合成，以及利用该卟啉纳米结构合成中空铂金属纳米结构的研究取得了一系列进展，相关成果未来有望应用于燃料电池的研发。

　　卟啉及其衍生化合物广泛存在于生物体内和能量转移相关的重要细胞器内，如动物体内的血红素、植物体中的叶绿素，是血细胞载氧进行呼吸作用和植物细胞进行光合作用过程中的关键成分。卟啉被认为在能量捕获和传递、化学催化方面有着巨大的应用前景。由于卟啉分子具有共轭的大环结构和中心配位金属离子，很容易通过p-p堆积和配位键的作用自组装形成纳米结构。

　　中科院长春光机所发光学及应用国家重点实验室（筹）孙再成研究员与河南大学教育部特种功能材料实验室白峰教授合作，研究了卟啉分子在表面活性剂辅助下的自组装问题。研究表明，卟啉分子可以自组装成从纳米线、纳米短棒到八面体的纳米颗粒。研究人员通过变化反应条件，实现了对纳米结构尺寸、形貌的控制，使该纳米结构具有非常好的单晶性和高的比表面积。这种多孔且具有单晶性质的卟啉纳米结构在传感器、纳米电子学和光学上具有潜在的应用。

　　此外，科研人员利用卟啉纳米结构为模板，在可见光和卟啉分子催化作用下，在纳米结构表面还原得到铂的纳米颗粒壳层，溶解出去卟啉分子后得到了结构规整的中空铂纳米结构，其中铂层是由3纳米的铂纳米粒子组成的网络结构。纳米结构的金属铂是一种非常重要的燃料电池催化剂，科研人员通过研究该中空铂纳米结构在甲醇催化氧化方面的应用后发现，这种中空的铂纳米结构同目前已商品化的燃料电池催化剂相比性能有了明显提高，未来在燃料电池和电动汽车发展中有望得到重要的应用。

　　相关工作先后在国际刊物Nano Letter上发表2篇论文。

不同长度的卟啉纳米棒

卟啉纳米线模板电镜图片(A)、中空的六边形铂纳米管电镜照片(B和C)及其铂纳米粒子高分辨投射电镜照片(D)