自下而上的方法用于石墨上的溶液加工、原子级精确的石墨圆柱体

延伸的碳纳米结构，如碳纳米管（CNTs），展现出显著的特性，但其均匀合成困难。在此，我们提出了一类新型碳纳米材料，这些材料是通过自下而上的自组装方法，由圆柱形、原子级精确的小分子构建而成。在超分子设计原则和圆形填充理论的指导下，我们设计并合成了一种氟化纳米环，在固态下自组装成具有精确1.63纳米通道直径的纳米管状阵列。然后采用温和的溶液铸造技术，通过外延生长在高度有序的热解石墨（HOPG）表面构建这些阵列的垂直“森林”。此外，我们还展示了纳米环的基本特性，即荧光，能够轻易转移到大块相，暗示这些材料的性质可以通过精确功能化其纳米环构件直接改变。该策略预计将对开发新型具有类似CNT的富π腔的石墨纳米材料具有更广泛的应用。