天天微頭條丨我國科學(xué)家構(gòu)建出新型人工碳晶體

(資料圖)

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)(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(gòu)建了C60聚合物晶體以及長程有序多孔碳晶體，并實現(xiàn)了其克量級制備。1月12日，相關(guān)成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)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(fā)現(xiàn)和發(fā)展，引起了廣泛的關(guān)注與研究熱潮?！叭绻覀兛梢栽谝粋€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，可能會發(fā)掘更多新奇性質(zhì)，發(fā)揮更大應(yīng)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(shù)。但其產(chǎn)率較低、產(chǎn)物不純，阻礙了人們對該類材料的性質(zhì)與應(yīng)用進行更深入探索。在此次研究中，朱彥武團隊創(chuàng)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(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)建這類碳基晶體材料提供了一種拼‘樂高’式的制備技術(shù)，有望成為在原子級精度上調(diào)控晶體結(jié)構(gòu)的新手段?！?/p>

《自然》審稿人稱：“論文中給出的結(jié)果令人信服，對晶體學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域具有重要意義。”

朱彥武表示：“接下來，我們將系統(tǒng)地研究長程有序多孔碳基晶體的性質(zhì)，期望通過精細(xì)調(diào)節(jié)實驗參數(shù)進一步調(diào)控晶體的原子級結(jié)構(gòu)特征，探索更多的性質(zhì)和應(yīng)用?！?/p>

關(guān)鍵詞： 長程有序 分子晶體 晶體結(jié)構(gòu) 國際學(xué)術(shù)期刊 結(jié)構(gòu)單元