Cooperative Use of N-Heterocyclic Carbenes and Thiols on a Silver Surface: A Synergetic Approach to Surface Modification

化学 表面改性 曲面(拓扑) 组合化学 有机化学 化学工程 物理化学 几何学 数学 工程类
作者
Jindong Ren,Mowpriya Das,Yuxiang Gao,Ankita Das,Andreas Schäfer,Harald Fuchs,Shixuan Du,Frank Glorius
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (47): 32558-32566
标识
DOI:10.1021/jacs.4c10521
摘要

Surface modification through the formation of a self-assembled monolayer (SAM) can effectively engineer the physicochemical properties of the surface/material. However, the precise design of multifunctional SAMs at the molecular level is still a major challenge. Here, we jointly use N-heterocyclic carbenes (NHCs) and thiols to form multifunctional hetero-SAM systems that demonstrate excellent chemical stability, electrical conductivity, and, in silico, catalytic activity. This synergistic effect is facilitated by the high surface mobility and electron-rich nature of NHCs, combined with the strong binding strength of thiols. Scanning tunneling microscopy, electrical conductivity, and scanning electron microscope measurements, as well as density functional theory calculations, were employed to explore the synergistic interactions in the supramolecular SAMs. The van der Waals integration of ballbot-type NHCs and thiols enables the SAMs to exhibit both superior surface anticorrosion properties (attributing to the shift in the
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