全新碳形態汞黝礦結構制造成功

2018年08月16日08:43  來源:科技日報
 

碳可謂自然界的“千面女郎”:珍貴的鑽石、平凡無奇的鉛筆以及地球上最堅固材料石墨烯中的石墨等。據英國《獨立報》網站14日報道,經過科學家數十年的努力,現在,碳又擁有了一副新面孔——汞黝礦結構(Schwarzite)。科學家推測,其電學、磁學和光學性質使它們能在電子和化石燃料等工業領域大展拳腳。

數十年前,化學家就預測,存在新形式的碳——汞黝礦結構(一種由於有七邊形的出現,六邊形層被扭曲到“負曲率”鞍形的假想結構),由於其獨特的性質,可用於電池內並用作催化劑。最近,科學家制造出了這種碳。

韓國和日本研究人員在研究沸石模板碳(ZTCs)時,偶然制造出了它,但當時並沒有引起注意,直到美國加州大學伯克利分校化學家注意到它們不同尋常的結構。

碳可排列成二維“晶體”,包括石墨烯片和足球形狀的富勒烯片,具體什麼形狀取決於碳原子鎖在一起時,其結構的彎曲程度。不同於富勒烯的正彎曲以及石墨烯的完全沒有彎曲,汞黝礦結構是負彎曲。

最新研究負責人、分子工程師貝倫德·斯密特教授解釋稱,沸石是一種常用於洗衣劑中軟化水的礦物質,是將汞黝礦結構從理論帶入現實的關鍵要素,通過向沸石中注入含碳蒸汽,可以創造出這一結構。一旦進入沸石內部,碳就會組裝成石墨烯樣薄片,呈線性排列在沸石孔的壁上,使沸石表面伸展並呈負彎曲,接著沸石可被溶解,從而制造出純淨的汞黝礦結構。而且,選擇正確的沸石,還可以對汞黝礦結構進行調整,以獲得想要的屬性。

斯密特在美國《國家科學院學報》上刊文指出:“我們現在有了如何制作這些結構的方法,就可以探索它們的行為,我們正努力做到這一點。”(劉霞)

(責編:趙清(實習生)、熊旭)

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