近日，陜西師范大學物理學與信息技術學院李青教授團隊在《自然·通訊》（Nature Communications）上發表題為“Universal inter-molecular radical transfer reactions on metal surfaces”（普適的金屬表面分子間自由基遷移反應研究）的研究成果。

該論文的第一作者是陜西師范大學博士后王俊波（合作導師李青教授），瑞典林雪平大學博士后牛凱豐（合作導師Jonas Bjork和陜西師范大學博士研究生朱華明（指導導師李青教授）為共同第一作者。李青教授、蘇州大學遲力峰院士、德國慕尼黑大學楊標教授和瑞典林雪平大學Jonas Bjork教授為共同通訊作者。

自由基是一類具有不成對電子的原子或基團，具有較高的化學活性。然而在金屬表面，自由基受到導帶的屏蔽效應和襯底的釘扎效應影響，化學活性會大大減弱。同時由于自由基的瞬態性質，很難提供自由基遷移反應的直接證據。因此，在單分子尺度實現對自由基遷移反應的實空間直接觀測是極具挑戰性的課題。在遲力峰院士的大力支持下，李青教授團隊及其國內外合作者利用超高真空掃描隧道顯微鏡、X光電子能譜以及程序升溫質譜，結合第一性原理計算，闡明了苯自由基引發的分子間自由基遷移機制，并成功利用該機制實現了對芳基炔烴分子在Ag（111）表面上反應路徑的精準調控，使其從無自由基輔助時的非脫氫偶合轉變為高效高選擇性的脫氫偶聯。作者通過一系列佐證實驗揭示了自由基產生與轉移反應的競爭與聯系，并研究了此機制的普適性。該成果為新型智能納米材料的開發提供了重要的研究思路和理論基礎。