內嵌富勒烯因內嵌物種和碳籠結構的多樣性，具有特殊的電子結構和物理化學特性。近年來，內嵌富勒烯在生物醫學、有機光伏器件等領域表現出較好的應用前景。目前為止，該研究領域主要集中于內嵌鑭系金屬富勒烯，其種類由內嵌單金屬富勒烯拓展到內嵌雙金屬富勒烯、內嵌三金屬富勒烯和內嵌金屬原子簇富勒烯等。早期的理論研究表明，相比于鑭系金屬，錒系金屬擁有更加豐富的價態和電子結構，內嵌錒系金屬富勒烯可能具有獨特的錒系化學鍵和相關物理化學性質，并可能在生物醫藥等領域具有潛在的應用價值。但到目前為止，對錒系金屬富勒烯的實驗研究僅停留于早期的質譜數據，而對其分子結構和物理化學性質一直處于未知狀態。
蘇州大學團隊對Th@C3v(8)-C82的研究開啟了內嵌錒系金屬富勒烯的新領域。他們以ThO2作為金屬源，在氦氣氛圍下通過直流電弧放電法，首次合成了一系列的內嵌含Th錒系金屬富勒烯，并對其中產率最高的Th@C82的一個異構體進行了完整的表征。X射線衍射確定了其碳籠結構為C3v(8)-C82，這是首次發現單金屬能夠內嵌在C3v(8)-C82碳籠中。實驗結合理論計算的綜合研究結果表明，Th@C3v(8)-C82是首個得到實驗結果證實的存在4電子轉移的單金屬內嵌富勒烯，即內嵌的Th向C82碳籠轉移4個電子。電化學研究表明Th@C3v(8)-C82的電化學帶隙值達到1.51 eV，遠遠大于已報道的鑭系單金屬富勒烯，與其對應的高產率一致。
值得一提的是，Th@C3v(8)-C82無論在CS2溶液中還是固體狀態下均能檢測到明顯的熒光信號，在富勒烯領域和含四價釷的化合物中都是十分罕見的。鑭系金屬具有豐富的4f電子，但是理論計算發現富勒烯碳籠具有淬滅作用，使鑭系金屬應該表現出的熒光現象被淬滅。另外，以往的研究中尚未發現含四價釷的化合物具有熒光現象，Th@C3v(8)-C82是目前發現的首例化合物。這項工作揭示了內嵌錒系金屬富勒烯的電子結構和物理化學性質與以往報道的鑭系金屬內嵌富勒烯存在顯著差異，拓展了內嵌富勒烯的研究領域。另一方面，這部分工作也建立了錒系化合物與富勒烯材料的交叉研究領域，對富勒烯和錒系化學的研究都具有重要意義。
這一結果近期發表在Journal of the American Chemical Society 上，文章的第一作者是蘇州大學的碩士研究生王姚峰和西班牙羅維拉-威爾吉利大學的Roser Morales-Martínez。
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