近日，化学与材料科学学院李亚飞教授应邀在化学领域顶级期刊《Accounts of Chemical Research》上发表关于含平面超配位原子成键的二维材料的综述论文：“Planar Hypercoordinate Motifs in Two-Dimensional Materials”(DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00025)。《Accounts of Chemical Research》由美国化学会出版，主要发表通讯作者对自己课题组系统性工作的总结并对相关领域进行展望的科研论文，2019年影响因子为21.661。该论文通讯作者是李亚飞教授和美国波多黎各大学化学系的陈中方教授，第一作者是我校2018届博士毕业生王彧博士。

平面超配位原子成键是一类特殊的化学成键形式。区别于严格遵守经典化学理论的成键形式，平面高配位原子成键的中心原子（通常是碳或者硅元素）表现出反常规的成键形式。例如，基于杂化轨道理论，四配位碳的空间构型是四面体型，其中碳原子的杂化方式是sp3；而该理论不再适用于平面四配位碳原子以及配位数甚至更高的平面五配位碳和平面六配位碳。自平面四配位碳的概念首次由诺贝尔化学奖获得者Hoffman教授提出，经过近50年的发展，平面高配位原子成键化学在分子体系逐渐被建立。

近年来二维石墨烯的研究刺激了人们把平面碳（硅）结构扩展到二维体系，以期望获得更多具有特殊结构和性质的二维纳米材料。自2011年，李亚飞教授课题组和陈中方教授课题组合作在该研究领域发表了一系列引领性的研究成果。李亚飞教授同合作者提出了“等电子拓展”和“自下而上”的构建策略以及二维材料结构稳定性的理论评价方式，并基于此设计了多个二维单层材料，如首个具有平面四配位硅原子的单层SiC2（J. Am. Chem. Soc.2011, 133, 900–908）、首个具有准平面六配位碳原子的单层Be2C（Angew. Chem., Int. Ed.2014, 53, 7248−7252）、首个具有平面四配位碳原子的单层Al2C（Nanoscale2014, 6, 10784–10791）、首个具有准平面五配位碳原子的单层Be5C2（Nat. Commun.2016, 7, 11488）和首个具有准平面五配位硅原子的单层CaSi（Nanoscale Horiz.2018, 3, 327‒334）。这些材料的设计进一步丰富了我们对于化学键的认识。值得强调的是，由于材料的性质同它的结构息息相关，这类含反常成键的二维材料展现出许多特殊的性质。例如，单层Be5C2和单层CaSi都具有特殊的负泊松比特性，并且前者是一个狄拉克材料，后者是一个半导体材料。一旦合成出来，将在电子学、力学器件、能源存储和转化等领域有着非常广泛的应用前景。

在该综述论文中，李亚飞教授同合作者系统阐述了他们相关研究中的材料设计策略以及构建理念，整理该领域在近些年的重要进展和存在研究难点，并提出了新的展望。

文章链接为https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.accounts.0c00025。