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“下一代奇迹材料”石墨烯首次成功

时间:2023-08-22 09:04:47 点击:253次

据最新一期《自然合成》报道,俄罗斯佛罗里达科学院的研究人员进行的一项研究,成功合成了科学家们六年来一直追求的一种新型碳——石墨炔。 这一成果填补了碳材料科学的长期空白,或为电子、光学和半导体材料的研究开辟了一条新途径。

多年来,科学家们一直在寻求构建新的碳同素异形体,石墨烯因其与石墨烯的相似性而成为研究的焦点之一,石墨烯是另一种受到工业界高度追捧的碳“神奇材料”。 石墨烯研究已经获得了2010年的诺贝尔化学奖。但在石墨烯领域,尽管经过六年的理论研究和实践,科学家们只制造出了寥寥无几的石墨烯碎片。

石墨文档_石墨块_石墨制品

根据sp2、sp3和sp介孔碳(或碳原子与其他元素结合的不同方法)和相应键的形式,可以采用不同的方法建立碳的同素异形体。 最著名的碳同素异形体是石墨和金刚石,它们通常用于钢笔和电池等工具,分别由 sp2 碳和 sp3 碳制成。

科学家借助传统的物理方法成功地制造了各种同素异形体,包括富勒烯(其发现获得了1996年诺贝尔物理学奖)和石墨烯。 然而,这种方法不允许以任何大容量合成不同类型的碳,这促使人们猜测具有奇异电子传导、机械和光学特性的石墨烯材料仍停留在理论阶段。

利用炔烃复分解过程以及热力学和动力学控制,佛罗里达学院博尔德校区物理系主任张伟的团队成功创造了一个以前无法实现的结果:石墨烯的可控但可竞争的导电性。 材料。 炔复分解是一种有机反应,需要炔烃(具有至少一个碳-碳三共价键的烃)物理键的重新分布或裂解和重组。

张伟表示,石墨烯和石墨炔有很大区别,石墨烯有望成为“下一代奇迹材料”。

尽管该材料已经成功制造出来,但研究团队希望进一步研究其具体细节,包括如何大规模制造该材料以及如何操纵它。 张伟表示,研究团队正在尝试从实验和理论、从原子水平到真实器件等多个维度探索这些新材料。 工业应用,例如锂离子电池。