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Nanoscale Dodecahedral and Fullerene-Type Organoboroxine and Borazine Cages from Planar Building Units
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2024-05-07 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c01024 Mario Sánchez 1 , Jonas Baltrusaitis 2 , María G Vasquez-Ríos 3 , Gonzalo Campillo-Alvarado 4 , Leonard R MacGillivray 3 , Herbert Höpfl 5
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2024-05-07 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c01024 Mario Sánchez 1 , Jonas Baltrusaitis 2 , María G Vasquez-Ríos 3 , Gonzalo Campillo-Alvarado 4 , Leonard R MacGillivray 3 , Herbert Höpfl 5
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Boroxine- and borazine-cage analogs to C20, C60, and C70 were calculated and compared in terms of structure, strain indicators, and physical properties relevant to nanoscale applications. The results show C60 and C70 type cages are less strained than the smaller congener, primarily due to minimized bending in the B-arylene-B segments. The smallest cage calculated has a diameter of 2.4 nm, which increases up to 4.9 nm by either variation of the polyhedron (C20 < C60 < C70-type cage) or organic spacer elongation between boron centers. All calculated cages are porous (apertures ranging from 0.6 to 1.9 nm). Molecular electrostatic potential and Hirshfeld population analysis revealed both nucleophilic and electrophilic sites in the interior and exterior cage surfaces. HOMO–LUMO gaps range from 3.98 to 4.89 eV and 5.10–5.18 eV for the boroxine- and borazine-cages, respectively. Our findings provide insights into the design and properties of highly porous boroxine and borazine cages for nanoscience.
中文翻译：
来自平面建筑单元的纳米级十二面体和富勒烯型有机硼氧烷和硼嗪笼
计算并比较了 C 20 、C 60和 C 70的环硼氧烷和环硼氮烷笼类似物的结构、应变指标和与纳米级应用相关的物理性质。结果表明，C 60和 C 70型保持架比较小的同类保持架的应变更小，这主要是由于 B-亚芳基-B 片段中的弯曲最小化。计算出的最小笼的直径为 2.4 nm，通过多面体（C 20 < C 60 < C 70型笼）的变化或硼中心之间的有机间隔物伸长，直径增加至 4.9 nm。所有计算的笼子都是多孔的（孔径范围为 0.6 至 1.9 nm）。分子静电势和赫什菲尔德布居分析揭示了笼内部和外部表面的亲核和亲电位点。环硼氧烷笼和环硼氮烷笼的 HOMO-LUMO 能隙范围分别为 3.98 至 4.89 eV 和 5.10-5.18 eV。我们的研究结果为纳米科学中高多孔环硼氧烷和环硼氮烷笼的设计和性能提供了见解。
更新日期：2024-05-07
中文翻译：
来自平面建筑单元的纳米级十二面体和富勒烯型有机硼氧烷和硼嗪笼
计算并比较了 C 20 、C 60和 C 70的环硼氧烷和环硼氮烷笼类似物的结构、应变指标和与纳米级应用相关的物理性质。结果表明，C 60和 C 70型保持架比较小的同类保持架的应变更小，这主要是由于 B-亚芳基-B 片段中的弯曲最小化。计算出的最小笼的直径为 2.4 nm，通过多面体（C 20 < C 60 < C 70型笼）的变化或硼中心之间的有机间隔物伸长，直径增加至 4.9 nm。所有计算的笼子都是多孔的（孔径范围为 0.6 至 1.9 nm）。分子静电势和赫什菲尔德布居分析揭示了笼内部和外部表面的亲核和亲电位点。环硼氧烷笼和环硼氮烷笼的 HOMO-LUMO 能隙范围分别为 3.98 至 4.89 eV 和 5.10-5.18 eV。我们的研究结果为纳米科学中高多孔环硼氧烷和环硼氮烷笼的设计和性能提供了见解。
京公网安备 11010802027423号