Graphene nanoribbons (GNRs) with low band gap and strong near‐infrared (NIR) absorption are potential candidates for optoelectronic and biomedical applications. In this context, imide‐based GNRs are promising, but there are no rational design principles that yield these robust GNRs with strong NIR absorption. Here, we demonstrate a rational synthesis route to achieve NIR‐absorbing imide‐based robust GNRs by exploring the bay region of polyperylene (PP). Using the oxidative Diels‐Alder reaction, we have successfully introduced mono and diimide functional groups on PP. After cyclodehydrogenation, the resultant GNRs, benzoperylene imide GNR (BPI‐GNR) and coronene diimide GNR (CDI‐GNR), show oscillatory edge geometry with strong NIR absorption (up to 1000 nm) and optical band gap of ~1.3 eV. Computational studies also indicate that imide substituents play an important role in fine‐tuning the optoelectronic properties of GNRs. Moreover, these GNRs are solution‐processable and can be made into thin films via spray coating. Owing to the strong NIR absorption and imide substitutions, BPI and CDI‐GNRs show good photothermal conversion with excellent cyclic stability.

中文翻译：

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近红外吸收酰亚胺基石墨烯纳米带的快速合成及其光热特性


石墨烯纳米带 （GNR） 具有低带隙和强近红外 （NIR） 吸收能力，是光电和生物医学应用的潜在候选者。在这种情况下，基于酰亚胺的 GNR 很有前途，但没有合理的设计原则来产生这些具有强 NIR 吸收的稳健 GNR。在这里，我们通过探索聚苝 （PP） 的海湾区域，展示了一种合理的合成路线，以实现基于 NIR 吸收的酰亚胺的稳健 GNR。利用氧化 Diels-Alder 反应，我们成功地在 PP 上引入了单官能团和双亚胺官能团。环脱氢后，所得的 GNR，苯哌烯酰亚胺 GNR （BPI-GNR） 和冠烯二酰亚胺 GNR （CDI-GNR），显示出振荡边缘几何形状，具有很强的 NIR 吸收（高达 1000 nm）和 ~1.3 eV 的光学带隙。计算研究还表明，酰亚胺取代基在微调 GNR 的光电特性中起着重要作用。此外，这些 GNR 是可溶液加工的，可以通过喷涂制成薄膜。由于强大的 NIR 吸收和酰亚胺取代，BPI 和 CDI-GNR 表现出良好的光热转化率和优异的循环稳定性。