“下一代奇迹资料”石墨炔首创成功

未知 2022-05-25 16:13

“下一代奇迹资料”石墨炔首创成功 

 

据最新一期《自然·合成》报道,美国科罗拉多大学研讨人员开展的一项研讨,已成功合成出科学家们数十年来孜孜以求的一种新式碳——石墨炔。该成果填补了碳资料科学长期存在的空白,或为电子、光学和半导体资料研讨开辟全新的途径。

长期以来,科学家们不断探究构建新的碳同素异形体,石墨炔正是研讨的焦点之一,由于它与另一种遭到工业界高度喜爱的碳“奇特资料”石墨烯相似。石墨烯研讨现已在2010年取得了诺贝尔物理学奖。但是在石墨炔范畴,尽管通过数十年的理论研讨和实践,科学家只创立出几个石墨炔片段。

根据sp2、sp3和sp杂化碳(或碳原子与其他元素结合的不同办法)及其相应键的利用办法,可采用不同的办法构建碳同素异形体。最著名的碳同素异形体是常用于铅笔和电池等东西的石墨以及金刚石,它们分别由sp2碳和sp3碳制成。

科学家们利用传统化学办法成功地发明了各种同素异形体,包含富勒烯(其发现于1996年取得诺贝尔化学奖)和石墨烯。但是,这些办法不允许不同类型的碳以任何大容量一同合成,这使得推测具有共同电子传导、机械和光学特性的石墨炔资料,停留在理论阶段。

科罗拉多大学博尔德分校化学系教授张伟团队运用炔烃复分解过程以及热力学和动力学操控,成功地发明出以前从未实现的成果:一种可与石墨烯的导电性相媲美但可控的资料。炔烃复分解是一种有机反应,需要重新分配或切割、重整炔烃化学键(一种具有至少一种碳—碳三重共价键的碳氢化合物)。

张伟表明,石墨烯和石墨炔之间有很大的区别,而石墨炔有望成为“下一代奇迹资料”。

虽然资料现已成功创立,但研讨团队希望进一步研讨它的特定细节,包含怎么大规模创立资料以及怎么对其进行操作。张伟说,研讨团队正在尝试从多个维度探究这种新式资料,包含实验和理论,从原子级到真正的设备,这些尽力将有助于弄清楚该资料的电子传导和光学特性怎么用于锂离子电池等工业使用。

 

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