碳以各種形式存在憨募,比如鉆石、石墨和石墨烯等逛揩。石墨烯是迄今已知最薄的材料柠傍,獨(dú)特的“性格”使其有望在電子等多個應(yīng)用領(lǐng)域“大顯身手”麸俘。在石墨烯中辩稽,每個碳原子與另外三個碳原子相連,形成蜂窩狀的六邊形从媚。理論研究表明逞泄,碳原子也可以其他網(wǎng)絡(luò)模式排列,但科學(xué)家迄今一直未曾發(fā)現(xiàn)這些預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)拜效。
在最新研究中喷众,馬爾堡大學(xué)和阿爾托大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新的碳原子網(wǎng)絡(luò),并將其命名為聯(lián)苯烯網(wǎng)絡(luò)紧憾。在這種新形式的碳材料中到千,碳原子之間彼此連接,形成正方形块生、六角形和八角形稻诚,再組合成有序的晶格。
研究人員還用高分辨率掃描探針顯微鏡證實(shí)了這種網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)廓蒜,并發(fā)現(xiàn)它的電子性質(zhì)與石墨烯截然不同辖狞。
他們表示,石墨烯是半導(dǎo)體奴妈,但這種新型碳擁有金屬性質(zhì)孩置。馬爾堡大學(xué)的邁克爾·戈特弗里德教授說:“新型碳網(wǎng)絡(luò)上的窄條紋的行為像金屬,可用作未來碳基電子設(shè)備的導(dǎo)線窃愿。”研究主要作者罚栏、馬爾堡大學(xué)的樊啟堂(音譯)說:“這種新型碳網(wǎng)絡(luò)也可以作為鋰離子電池的正極材料,與目前的石墨烯基材料相比恨递,新材料儲鋰容量會更大增捻。”
研究人員將含碳分子組裝在光滑金表面上制得這種新材料:含碳分子首先形成由連接的六角形組成的鏈破溺,隨后這些鏈連接在一起形成正方形和八角形。在連接前躁绸,只有相同類型的鏈會聚集在金表面裕循,形成有序組合,這對于新碳材料的形成至關(guān)重要净刮,因?yàn)椴煌愋偷逆溨g發(fā)生反應(yīng)只會生成石墨烯剥哑。阿爾托大學(xué)的嚴(yán)凌浩(音譯)解釋說:“我們的獨(dú)特之處是使用了分子前體,我們調(diào)整這些分子前體以產(chǎn)生聯(lián)苯烯淹父,而非石墨烯株婴。”
目前,研究小組致力于研制新材料更大的薄片暑认,以探索其應(yīng)用潛力困介。他們也表示,新合成方法有望催生其他新型碳網(wǎng)絡(luò)蘸际。
總編輯圈點(diǎn)
石墨烯的橫空出世座哩,打開了二維材料世界的大門,也刷新了科學(xué)家對物質(zhì)材料“維度”的認(rèn)知粮彤。既然單層碳原子可以形成石墨烯根穷,理論上,其他物質(zhì)也可能以單層原子形式排列蓝漏,并形成新的二維材料诽怨。最新研究又帶來新的啟發(fā):改變單層碳原子的排列形式,即可形成另一種二維材料吭匀,其他物質(zhì)材料是否也如此?如果真是這樣食云,那么二維材料世界的疆界將大大拓展。