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    近期，由中科院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所與河南大學(xué)的科研人員合作開展的卟啉分子自組裝納米結(jié)構(gòu)合成，以及利用該卟啉納米結(jié)構(gòu)合成中空鉑金屬納米結(jié)構(gòu)的研究取得了一系列進(jìn)展，相關(guān)成果未來有望應(yīng)用于燃料電池的研發(fā)。

    卟啉及其衍生化合物廣泛存在于生物體內(nèi)和能量轉(zhuǎn)移相關(guān)的重要細(xì)胞器內(nèi)，如動(dòng)物體內(nèi)的血紅素、植物體中的葉綠素，是血細(xì)胞載氧進(jìn)行呼吸作用和植物細(xì)胞進(jìn)行光合作用過程中的關(guān)鍵成分。卟啉被認(rèn)為在能量捕獲和傳遞、化學(xué)催化方面有著巨大的應(yīng)用前景。由于卟啉分子具有共軛的大環(huán)結(jié)構(gòu)和中心配位金屬離子，很容易通過pi-pi堆積和配位鍵的作用自組裝形成納米結(jié)構(gòu)。

    中科院長(zhǎng)春光機(jī)所發(fā)光學(xué)及應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（籌）孫再成研究員與河南大學(xué)教育部特種功能材料實(shí)驗(yàn)室白峰教授合作，研究了卟啉分子在表面活性劑輔助下的自組裝問題。研究表明，卟啉分子可以自組裝成從納米線、納米短棒到八面體的納米顆粒。研究人員通過變化反應(yīng)條件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米結(jié)構(gòu)尺寸、形貌的控制，使該納米結(jié)構(gòu)具有非常好的單晶性和高的比表面積。這種多孔且具有單晶性質(zhì)的卟啉納米結(jié)構(gòu)在傳感器、納米電子學(xué)和光學(xué)上具有潛在的應(yīng)用。

    此外，科研人員利用卟啉納米結(jié)構(gòu)為模板，在可見光和卟啉分子催化作用下，在納米結(jié)構(gòu)表面還原得到鉑的納米顆粒殼層，溶解出去卟啉分子后得到了結(jié)構(gòu)規(guī)整的中空鉑納米結(jié)構(gòu)，其中鉑層是由3納米的鉑納米粒子組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。納米結(jié)構(gòu)的金屬鉑是一種非常重要的燃料電池催化劑，科研人員通過研究該中空鉑納米結(jié)構(gòu)在甲醇催化氧化方面的應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，這種中空的鉑納米結(jié)構(gòu)同目前已商品化的燃料電池催化劑相比性能有了明顯提高，未來在燃料電池和電動(dòng)汽車發(fā)展中有望得到重要的應(yīng)用。

    相關(guān)工作先后在國(guó)際刊物Nano Letter上發(fā)表2篇論文。

不同長(zhǎng)度的卟啉納米棒

卟啉納米線模板電鏡圖片(A)、中空的六邊形鉑納米管電鏡照片(B和C)及其鉑納米粒子高分辨透射電鏡照片(D)