我国科学家创制出碳宗族单晶新资料

发布时间:2022-06-18 21:55:56 来源:bobapp体育下载

  碳是一种奇特的资料,既能够构成柔软的铅笔芯,也能够构成坚固的金刚石。16日,《天然》宣布了一项关于碳宗族新资料的研讨成果。来自我国科学院化学研讨所的研讨人员,在常压下经过简略的反响条件,创制出一种新式碳同素异形体单晶单层聚合C60。

  金刚石、石墨烯、富勒烯、碳纳米管碳资料宗族成员,咱们并不生疏,它们一向被认为是一种未来资料。尽管这些资料都由碳原子构成,但由于原子摆放不同,它们展现出彻底不同的物理化学性质,因而,它们被称为碳的“同素异形体”。

  研讨新的碳同素异形体、制备新式碳资料一向是资料范畴的前沿科学问题。“迄今为止,单个原子一向是构筑二维资料的最小单元。把纳米团簇作为根本单元,运用传统化学反响,自下而上像垒砖头相同构筑更高档的二维拓扑结构资料一向未能完成。”中科院化学所研讨员郑健坦言。

  为此,经过五年的潜心研讨,研讨人员运用掺杂聚合-剥离两步法,成功把纳米团簇C60聚合在一个平面上,并经过碳碳键彼此共价键合构成规矩的二维拓扑结构资料,即单层二维聚合C60单晶。

  “经过进一步研讨,咱们发现,这种新式碳资料具有结晶度高、热力学安稳性好以及禁带宽度适度等优秀特性。”郑健说,这是继石墨烯之后,又一种安稳的二维碳资料。

  郑健表明,这项研讨拓荒了以碳簇替代原子构筑碳资料的新策略,一起,新制备的碳资料在非线性光学和功用化电子器件方面具有巨大运用远景,在超导、量子核算、自旋输运、信息及能量存储、催化等范畴也具有潜在的运用价值。

  图a:准六方聚合C60的单晶结构示意图。图b:单层聚合C60的扫描透射电子显微镜(STEM)图片。

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