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我國(guó)科學(xué)家構(gòu)建出新型人工碳晶體

2023年01月14日09:37 | 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)
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記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校朱彥武教授研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)富勒烯C60分子晶體進(jìn)行電荷注入,在常壓條件下構(gòu)建了C60聚合物晶體以及長(zhǎng)程有序多孔碳晶體,并實(shí)現(xiàn)了其克量級(jí)制備。1月12日,相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》。

近年來(lái),富勒烯、碳納米管、石墨烯和石墨炔等新型碳材料的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展,引起了廣泛的關(guān)注與研究熱潮。“如果我們可以在一個(gè)晶體結(jié)構(gòu)中引入納米單元,例如用富勒烯、石墨烯等作為基本結(jié)構(gòu)單元代替普通晶體中的原子,像搭積木一樣‘搭建’出新型碳材料,可能會(huì)發(fā)掘更多新奇性質(zhì),發(fā)揮更大應(yīng)用潛力?!敝鞆┪湔f(shuō)。

此前,對(duì)于制備這類(lèi)新型碳材料,研究人員要么利用高溫高壓等極限條件,要么采用紫外光、電子束輻照等微觀處理技術(shù)。但其產(chǎn)率較低、產(chǎn)物不純,阻礙了人們對(duì)該類(lèi)材料的性質(zhì)與應(yīng)用進(jìn)行更深入探索。在此次研究中,朱彥武團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地使用氮化鋰對(duì)富勒烯C60分子晶體進(jìn)行電荷注入,并在溫和溫度下進(jìn)行熱處理,最終得到大量的C60聚合物晶體以及長(zhǎng)程有序多孔碳晶體。

朱彥武介紹:“這里的長(zhǎng)程有序多孔碳晶體,微觀上具有多孔特征但完整保留了晶體的宏觀周期性,是一類(lèi)新的人工碳晶體,未來(lái)可能在能量存儲(chǔ)、離子篩分、負(fù)載催化等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用。電荷注入技術(shù)為構(gòu)建這類(lèi)碳基晶體材料提供了一種拼‘樂(lè)高’式的制備技術(shù),有望成為在原子級(jí)精度上調(diào)控晶體結(jié)構(gòu)的新手段?!?/p>

《自然》審稿人稱(chēng),“論文中給出的結(jié)果令人信服,對(duì)晶體學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域具有重要意義?!?/p>

朱彥武表示:“接下來(lái),我們將系統(tǒng)地研究長(zhǎng)程有序多孔碳基晶體的性質(zhì),期望通過(guò)精細(xì)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)一步調(diào)控晶體的原子級(jí)結(jié)構(gòu)特征,探索更多的性質(zhì)和應(yīng)用?!保ㄓ浾邊情L(zhǎng)鋒)

(責(zé)編:鄒慧、王思迪)

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