天天微頭條丨我國科學家構建出新型人工碳晶體

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記者從中國科學技術大學(以下簡稱“中國科大”)獲悉，該校朱彥武教授研究團隊通過對富勒烯C60分子晶體進行電荷注入，在常壓條件下構建了C60聚合物晶體以及長程有序多孔碳晶體，并實現了其克量級制備。1月12日，相關成果發表于國際學術期刊《自然》。

中國科大朱彥武教授(一排中)研究團隊部分成員。中國科大供圖

近年來，富勒烯、納米碳管、石墨烯和石墨炔等新型碳材料的發現和發展，引起了廣泛的關注與研究熱潮。“如果我們可以在一個晶體結構中引入納米單元，例如用富勒烯、石墨烯等作為基本結構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，可能會發掘更多新奇性質，發揮更大應用潛力。”朱彥武說。

此前，對于制備這類新型碳材料，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。但其產率較低、產物不純，阻礙了人們對該類材料的性質與應用進行更深入探索。在此次研究中，朱彥武團隊創造性地使用氮化鋰對富勒烯C60分子晶體進行電荷注入，并在溫和溫度下進行熱處理，最終得到大量的C60聚合物晶體以及長程有序多孔碳晶體。

朱彥武介紹：“這里的長程有序多孔碳晶體，微觀上具有多孔特征但完整保留了晶體的宏觀周期性，是一類新的人工碳晶體，未來可能在能量存儲、離子篩分、負載催化等領域具有潛在應用。電荷注入技術為構建這類碳基晶體材料提供了一種拼‘樂高’式的制備技術，有望成為在原子級精度上調控晶體結構的新手段。”

《自然》審稿人稱：“論文中給出的結果令人信服，對晶體學和材料科學領域具有重要意義。”

朱彥武表示：“接下來，我們將系統地研究長程有序多孔碳基晶體的性質，期望通過精細調節實驗參數進一步調控晶體的原子級結構特征，探索更多的性質和應用。”

關鍵詞： 長程有序 分子晶體 晶體結構 國際學術期刊 結構單元