我科学家构建出新型人工碳晶体******
日前,中国科学技术大学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。1月12日凌晨,该研究成果发表于国际学术期刊《自然》。
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,得到了广泛关注,并引发研究热潮。“如果我们可以在一个晶体结构中引入纳米单元,例如用富勒烯、石墨烯等作为基本结构单元代替普通晶体中的原子,像搭积木一样‘搭建’出新型碳材料,可能会发掘更多新奇性质,发挥更大应用潜力。”朱彦武说。
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。
值得注意的是,团队通过基于机器学习和神经网络势函数的结构搜索结果进一步表明,长程有序多孔碳基晶体代表了一大类从富勒烯分子晶体到石墨类碳晶体转变过程中的亚稳态晶体结构。
“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。电荷注入技术也为构建这类碳基晶体材料提供了一种搭积木式的制备技术,有望成为在原子级精度上调控晶体结构的新手段。”朱彦武介绍。
《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。”(记者丁一鸣、通讯员王敏)
【魅力“e”乌镇】组图|带你感受“科技之魅”,2022年世界互联网领先科技成果发布******
11月9日下午,2022年世界互联网领先科技成果发布活动在浙江乌镇举行。此次活动围绕“共建网络世界 共创数字未来——携手构建网络空间命运共同体”主题,共评选出来自中国联通、中国电信、鹏城实验室、高通、爱立信、华为、卡巴斯基、阿里云、微软、中国科学院、龙芯中科、蚂蚁集团、清华大学、北京大学、浙江大学的15项具有国际代表性的年度领先科技成果,并在发布活动现场进行了集中展示。
11月9日,2022年世界互联网领先科技成果发布活动现场。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
11月9日,2022年世界互联网领先科技成果发布活动现场。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
11月9日,2022年世界互联网领先科技成果专家推荐委员会中方主任、中国工程院院士邬贺铨主持发布活动。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
11月9日,2022年世界互联网领先科技成果发布活动现场,中国联合网络通信有限公司副总经理梁宝俊介绍“IPv6+”标准制定、设备研制、组网设计及规模应用。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
11月9日,2022年世界互联网领先科技成果发布活动现场,中国电信集团有限公司副总经理李峻介绍中国电信骨干全光网创新与应用。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
11月9日,2022年世界互联网领先科技成果发布活动现场,北京邮电大学教授、鹏城实验室研究员陶小峰介绍EAGLE 6G:面向6G无线高速接入原型系统及测试环境。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
11月9日,2022年世界互联网领先科技成果发布活动现场,中科院计算所数字内容合成与伪造检测实验室主任、北京中科睿鉴科技有限公司创始人曹娟介绍睿鉴数字内容虚假伪造检测系统和设备。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
11月9日,2022年世界互联网领先科技成果发布活动现场。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
11月9日,2022年世界互联网领先科技成果发布活动现场,一名嘉宾在拍摄成果发布。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
11月9日,2022年世界互联网领先科技成果发布活动现场,媒体记者在拍摄报道。(光明网记者 潘迪摄/光明图片)
策划:李政葳
文字:赵金悦
摄影:潘迪