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2023年01月12日
【安徽之声】我国科学家构建出新型人工碳晶体

1月12日,中国科学技术大学科研成果又登国际学术期刊《自然》。中国科大朱彦武教授研究团队通过对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入,在常压条件下构建了C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体,并实现了其克量级制备。

中国科大朱彦武教授(一排中)研究团队部分成员合影 代蕊 摄

碳是自然界最常见的元素之一,碳原子之间通过不同排列方式,能够形成多种结构,比如我们熟悉的石墨、金刚石和无定型碳,已经广泛应用于各个领域。

近年来,富勒烯、纳米碳管、石墨烯和石墨炔等新型碳材料的发现和发展,引起了广泛的关注与研究热潮。此前,对于制备这类新型碳材料,研究人员要么是利用高温高压等极限条件,要么是采用紫外光、电子束辐照等微观处理技术。但其产率较低、产物不纯,阻碍了人们对该类材料的性质与应用进行更深入探索。

在此次研究中,朱彦武团队创造性地使用氮化锂对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入,并在温和温度下进行热处理,最终得到大量的C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体。

朱彦武介绍,“这里的长程有序多孔碳晶体,微观上具有多孔特征但完整保留了晶体的宏观周期性,是一类新的人工碳晶体,未来可能在能量存储、离子筛分、负载催化等领域具有潜在应用。电荷注入技术为构建这类碳基晶体材料提供了一种拼‘乐高’式的制备技术,有望成为在原子级精度上调控晶体结构的新手段。”

《自然》审稿人称,“论文中给出的结果令人信服,对晶体学和材料科学领域具有重要意义。”

朱彦武表示,“接下来,我们将系统地研究长程有序多孔碳基晶体的性质,期望通过精细调节实验参数进一步调控晶体的原子级结构特征,探索更多的性质和应用。”(安徽之声记者 王莹、通讯员 王敏)


《安徽之声》(2023-01-12)

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