图 超长鞘装单金属原子链的高压固相拓扑聚合策略

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22022101、12574019、22488101、22325503）等资助下，北京高压科学研究中心李阔研究员团队与合作单位，在单金属原子链合成方面取得进展。研究成果以“高压下合成的超长鞘装单金属原子链（Ultralong sheathed single-metal-atom chains synthesized under high pressure）”为题，于2026年8月20日在线发表于《科学》（Science），论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeg0028。

　　单金属原子链是金属原子线性排布形成的一维结构，可以看作直径最小的金属线，也是研究一维凝聚态物理效应的理想模型，在纳米电子、低维磁学、催化等领域具有重要应用前景。然而，裸露的单金属原子链极易发生结构重构，传统合成方法难以同时实现长链尺寸、高结构稳定性与宏量制备，制约了该领域的进一步发展。

　　针对该挑战，上述研究团队提出高压固相拓扑聚合合成策略，以β型酞菁铜为前驱体，借助压力调控分子堆积间距，驱动外围芳香环发生拓扑聚合形成类金刚石结构的碳鞘，内部封装超长铜单原子链，并在卸压后几乎完全保持；在40 GPa下实现了该结构毫克级的宏量制备，所得产物表现出一维反铁磁耦合行为与显著的导电各向异性。利用酸辅助超声剥离方法，团队成功拆解晶体得到碳鞘包裹的独立单根金属原子链（单链长度超1微米，连续排布4000个以上铜原子）。

　　该工作所发展的高压固相拓扑聚合策略已在多种金属酞菁体系中得到验证，构建出可宏量制备、可单根剥离的超长稳定单金属原子链合成平台，有望为自旋电子学、原子尺度器件、电催化等领域提供新型候选材料。