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單原子厚新型碳材料擁有金屬特性相關(guān)研究發(fā)表在《科學(xué)》

2021-05-24 15:17:28來源：科技日?qǐng)?bào)

德國(guó)和芬蘭科學(xué)家在最新一期《科學(xué)》雜志撰文稱，他們合成出了一種獨(dú)特的新型碳原子網(wǎng)絡(luò)

，新形式的碳像石墨烯一樣

，僅一個(gè)原子厚，但原子結(jié)構(gòu)和電子特性與石墨烯截然不同

，有望在電池等領(lǐng)域找到用武之地

。

碳以各種形式存在，比如鉆石

、石墨和石墨烯等

。石墨烯是迄今已知最薄的材料

，獨(dú)特的“性格”使其有望在電子等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域“大顯身手”

。在石墨烯中，每個(gè)碳原子與另外三個(gè)碳原子相連

，形成蜂窩狀的六邊形

。理論研究表明

，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(cè)的網(wǎng)絡(luò)

。

在最新研究中

，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)

。在這種新形式的碳材料中，碳原子之間彼此連接

，形成正方形

、六角形和八角形，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)

，并發(fā)現(xiàn)它的電子性質(zhì)與石墨烯截然不同

。

他們表示

，石墨烯是半導(dǎo)體，但這種新型碳擁有金屬性質(zhì)

。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

。”研究主要作者

、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

，新材料儲(chǔ)鋰容量會(huì)更大

。”

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，隨后這些鏈連接在一起形成正方形和八角形

。在連接前

，只有相同類型的鏈會(huì)聚集在金表面，形成有序組合

，這對(duì)于新碳材料的形成至關(guān)重要

，因?yàn)椴煌愋偷逆溨g發(fā)生反應(yīng)只會(huì)生成石墨烯

。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，而非石墨烯

。”

目前

，研究小組致力于研制新材料更大的薄片，以探索其應(yīng)用潛力

。他們也表示，新合成方法有望催生其他新型碳網(wǎng)絡(luò)

。

責(zé)任編輯：孫知兵

關(guān)鍵詞：單原子新型碳材料金屬

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