СЕГМЕНТИРОВАННЫЕ ГРАФЕНОВЫЕ НАНОЛЕНТЫ

1. Сегментированная графеновая нанолента, содержащая по меньшей мере два различных графеновых сегмента, ковалентно связанных друг с другом, где каждый графеновый сегмент имеет монодисперсную ширину сегмента, где ширина сегмента по меньшей мере одного из указанных графеновых сегментов составляет 4 нм или менее.
2. Сегментированная графеновая нанолента по п. 1, где каждый графеновый сегмент сегментированной графеновой наноленты имеет монодисперсную ширину сегмента 4 нм или менее.
3. Сегментированная графеновая нанолента по п. 1, где каждый графеновый сегмент имеет повторяющиеся единицы, которые получают из по меньшей мере одного замещенного или незамещенного полициклического ароматического мономерного соединения, более предпочтительно по меньшей мере одного замещенного или незамещенного полициклического ароматического углеводородного мономерного соединения и/или из по меньшей мере одного замещенного или незамещенного олигофениленового ароматического углеводородного мономерного соединения.
4. Сегментированная графеновая нанолента по п. 3, где повторяющиеся единицы различных графеновых сегментов отличаются по меньшей мере одним или более из следующих свойств, выбранных из ширины сегмента, заместителей, присоединенных к повторяющимся единицам, степени аннелирования ароматических колец или степени циклодегидрогенизации и/или количества аннелированных ароматических колец.
5. Сегментированная графеновая нанолента по п. 1, где каждый из сегментов сегментированной графеновой наноленты имеет длину от 0,25 до 250 нм, и/или общая длина сегментированной графеновой наноленты составляет по меньшей мере 4 нм.
6. Сегментированная графеновая нанолента по п. 1, где сегменты сегментированной графеновой наноленты имеют линейное расположение или по меньшей мере один сегмент сегментированной графеновой наноленты ковалентно связан с по меньшей мере тремя соседними сегментами.
7. Сегментированная графеновая нанолента по п. 1, где по меньшей мере один из графеновых сегментов имеет замещенную или незамещенную повторяющуюся единицу с N1 димерными линиями по ширине сегмента, и по меньшей мере один из графеновых сегментов имеет замещенную или незамещенную повторяющуюся единицу с N2 димерными линиями по ширине сегмента, где N1=5 до 13, и N2=k×N1, где k=2, 3 или 4.
8. Сегментированная графеновая нанолента по п. 1, где два или более различных графеновых сегментов имеют повторяющиеся единицы, которые получают из замещенных или незамещенных антраценовых мономерных соединений, где сегментированная графеновая нанолента, предпочтительно, имеет структуру Ia:
m=0-1000
x=0 или 1
n=0, если x=0
n=0-1000, если x=1
y=0 или 1
o=0, если y=0
o=0-1000, если y=1
z=0 или 1
p=0, если z=0
p=0-1000, если z=1
a=1-50,
при условии, что по меньшей мере два из m, x, n, y, o, z и p≥1, и
m+x+n+y+o+z+p≥10,
и где
3
3
2
3
3
2
3
1
2
2
3
3
3
3
3
2
3
2
3
2
3
3
X, независимо друг от друга являются Н, галогеном, SH, SR, ОН, OR, OSOR, (SO)R, (SO)R, NRR, NO, PORR, PO(OR)R, PO(OR), B(R), B(OR), (CO)R, (CO)OR, предпочтительно, H или галогеном, более предпочтительно, Н;
Y, независимо друг от друга являются Н, или два Y вместе образуют прямую связь между соседними повторяющимися единицами;
1
12
1
4
2
12
3
3
2
1
2
3
3
3
1
2
3
1
12
1
12
1
6
7
8
1
6
1
2
1
4
3
3
2
3
3
1
2
R, независимо друг от друга являются водородом; линейным или разветвленным или циклическим С-Салкилом, который не замещен или замещен одним или более ОН, С-Салкокси, фенилом или CN; С-Салкилом, который прерывается одним или более непоследовательными О; галогеном; ОН; OR; SR; CN; NO; NRR; (CO)R; (CO)OR; O(CO)OR; O(CO)NRR; O(CO)R; С-Салкокси; C-Салкилтио; (C-Caлкил)-NRR; или -O(C-Caлкил)NRR; арилом или гетероарилом (где арилом является предпочтительно фенил, бифенил, нафтил или антрил, все из которых не замещены или замещены одним или более С-С-алкилом, CN, OR, SR, CHOR, (CO)OR, (CO)NRR или галогеном);
или два R вместе с атомами углерода, к которым они присоединены, образуют 5-8-членный цикл или гетероцикл;
1
2
1
6
1
2
R и R независимо друг от друга являются водородом, линейным или разветвленным C-Салкилом или фенилом, или R и R вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют группу, выбранную из
3
1
12
1
4
1
4
1
4
R является Н, С-Салкилом, фенилом, который не замещен или замещен одним или более С-Салкилом, фенилом, галогеном, С-Салкокси или С-Салкилтио.
9. Сегментированная графеновая нанолента по п. 1, где два или более различных графеновых сегментов имеют повторяющиеся единицы, которые получают из замещенных или незамещенных пентаценовых мономерных соединений, где сегментированная графеновая нанолента, предпочтительно, имеет структуру II:
m=0-1000
x=0 или 1
n=0, если x=0
n=0-1000, если x=1
y=0 или 1
o=0, если y=0
o=0-1000, если y=1
z=0 или 1
p=0, если z=0
p=0-1000, если z=1
a=1-50,
при условии, что по меньшей мере два из m, x, n, y, o, z и p≥1,
где m+x+n+y+o+z+p≥10,
и где X, Y и R имеют значения, определенные в п. 8.
10. Сегментированная графеновая нанолента по п. 1, где два или более различных графеновых сегментов имеют повторяющиеся единицы, которые получают из замещенных или незамещенных антраценовых и пентаценовых мономерных соединений, где сегментированная графеновая нанолента, предпочтительно, имеет структуру IV:
m,n=1-1000
а=1-50,
где
m+n≥10,
и где
R1 и R2 имеют такие же значения как R, определенный в п. 8, при условии, что R1 отличается от R2, и
X имеет такие же значения как определено в п. 8.
11. Сегментированная графеновая нанолента по п. 1, где два или более различных графеновых сегментов имеют повторяющиеся единицы, которые получают из замещенных и/или незамещенных нафталиновых мономерных соединений, где сегментированная графеновая нанолента, предпочтительно, имеет структуру V:
при условии, что по меньшей мере два из m, x и n≤1,
где m+x+n≥10,
и где X, Y и R имеют значения, указанные в п. 8.
12. Сегментированная графеновая нанолента по п. 1, где по меньшей мере один сегмент имеет замещенную или незамещенную повторяющуюся единицу с N1=5, и по меньшей мере один сегмент имеет замещенную или незамещенную повторяющуюся единицу с N2=10 или 15, где N1 и N2 равны количеству димерных линий по ширине сегмента, где сегментированная графеновая нанолента имеет химическую структуру XI:
при условии, что по меньшей мере один из m, p, q, r, s, u, v, w и x≥1, и по меньшей мере один из n, o и t≥1,
где m+n+o+p+q+r+s+t+u+v+w+x≥10,
и где X и Y имеют значения, указанные в п. 8.
13. Сегментированная графеновая нанолента по п. 1, где по меньшей мере один сегмент имеет замещенную или незамещенную повторяющуюся единицу с N1=7, и по меньшей мере один сегмент имеет замещенную или незамещенную повторяющуюся единицу с N2=14 или 21, где N1 и N2 равны количеству димерных линий по ширине сегмента, где сегментированная графеновая нанолента имеет химическую структуру If:
при условии, что по меньшей мере один из m, p, q, w, x, r, s, u и v≥1, и по меньшей мере один из n, o и t≥1,
где m+n+o+p+q+r+s+t+u+v+w+x≥10,
и X и Y имеют значения, указанные в п. 8.
14. Сегментированная графеновая нанолента по одному из пп. 1-13, содержащая по меньшей мере одно гетеросоединение.
15. Способ получения сегментированной графеновой наноленты по одному из пп. 1-14, который включает:
(a) нанесение по меньшей мере одного полициклического ароматического мономерного соединения и/или олигофениленового ароматического углеводородного мономерного соединения на твердую подложку,
(b) полимеризацию полициклического ароматического и/или олигофениленового ароматического углеводородного мономерного соединения с получением по меньшей мере одного полимера, который предпочтительно является линейным, на поверхности твердой подложки,
(с) по меньшей мере частичную циклодегидрогенизацию одного или более полимеров со стадии (b).
16. Способ по п. 15, где полимеризацию на стадии (b) вызывают тепловой активацией.
17. Способ по п. 15, где полимер на стадии (b) подвергают частичной циклодегидрогенизации.
18. Способ по п. 15, где по меньшей мере два полимера со стадии (b) подвергают полной циклодегидрогенизации с получением первого и второго предшественника графеновой наноленты, с последующим отжигом по меньшей мере одной повторяющейся единицы первого предшественника графеновой наноленты до по меньшей мере одной повторяющейся единицы второго предшественника графеновой наноленты с получением сегментированной графеновой наноленты.
19. Способ по п. 15, где на стадии (а) по меньшей мере два различных полициклических ароматических мономерных или олигофениленовых ароматических углеводородных мономерных соединений наносят на твердую подложку с последующей полимеризацией с получением сополимера на стадии (b), и по меньшей мере частичной циклодегидрогенизацией сополимера на стадии (c).
20. Способ по одному из пп. 15-19, где частичную или полную циклодегидрогенизацию вызывают пространственно управляемым внешним стимулом.
21. Способ получения сегментированной графеновой наноленты по одному из пп. 1-14, который включает:
(I) нанесение первого полициклического ароматического мономерного соединения или олигофениленового ароматического углеводородного мономерного соединения на твердую подложку,
(II) полимеризацию полициклического ароматического и/или олигофениленового ароматического углеводородного мономерного соединения с получением первого полимера на твердой подложке,
(III) повторение стадий (I) и (II) со вторым полициклическим ароматическим мономерным или олигофениленовым ароматическим углеводородным мономерным соединением, которое отличается от первого мономерного соединения, с получением блоксополимера с первым полимером на твердой подложке,
(IV) необязательное повторение стадий (I) и (II) по меньшей мере один раз с получением мультиблоксополимера,
(V) по меньшей мере частичную циклодегидрогенизацию блоксополимера.
22. Способ по п. 21, где полимеризацию вызывают термической активацией.
23. Способ по п. 21 или 22, где циклодегидрогенизацию вызывают пространственно управляемым внешним стимулом.