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| 單原子厚線(xiàn)型碳超石墨烯 或成最強韌微材料 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2013-10-12 08:34:29 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）據物理學(xué)家組織網(wǎng)10月9日報道，美國萊斯大學(xué)的研究團隊利用計算機得出的計算結果顯示，單個(gè)原子厚的線(xiàn)型碳（Carbyne）可能是已知最強韌的微觀(guān)材料，超過(guò)了與其同為碳家族成員的石墨烯。如果能夠實(shí)現批量制造，線(xiàn)型碳納米棒或者納米繩將展示出非凡的特性，在納米機械系統、自旋電子器件、傳感器、適于機械應用的超強超輕材料或儲能領(lǐng)域都有廣闊的前景。研究報告發(fā)表在本周出版的《美國化學(xué)學(xué)會(huì )·納米》雜志上。
這種碳的線(xiàn)型同素異形體與只有一個(gè)原子厚的石墨烯薄片以及中空的碳納米管不同，它是真正的一維材料。關(guān)于線(xiàn)型碳的理論早在19世紀就已出現。1960年，前蘇聯(lián)科學(xué)家首次合成了一種與之近似的材料。此后，科學(xué)家在壓縮石墨中發(fā)現了線(xiàn)型碳，在星際塵埃中也檢測到了它，并能夠在實(shí)驗室中少量地合成出來(lái)。
萊斯大學(xué)理論物理學(xué)家鮑里斯·雅各布松的研究團隊利用計算機模型，通過(guò)第一性原理計算來(lái)確定原子的能量相互作用。結果表明，線(xiàn)型碳可能是穩定碳的最高能態(tài)。雅各布松說(shuō)：“就碳元素而言，原子處于最低能態(tài)即所謂的基態(tài)的，是石墨，然后是金剛石、碳納米管、富勒烯。我們認為，線(xiàn)型碳可能是一種處于最高能態(tài)的穩定結構。”此外線(xiàn)型碳的帶隙對扭曲非常敏感，這有助于研制探測扭力和磁場(chǎng)的傳感器。
根據計算結果，研究團隊發(fā)現單原子厚線(xiàn)性碳有如下性能：抗張強度，即承受拉伸的能力，超過(guò)其他任何已知材料，是石墨烯的兩倍；抗拉剛度是石墨烯和碳納米管的兩倍，金剛石的近3倍；僅對線(xiàn)型碳進(jìn)行不到10％的拉伸，就能明顯改變它的電子帶隙；如果頭尾連接旋轉90度，它就變成了磁性半導體；線(xiàn)型碳分子鏈適合于儲能；在室溫下很穩定；名義比表面積大約是石墨烯的5倍，滲透性和吸附性強。
此研究結果對外公布后，一度令眾多科技和大眾媒體激動(dòng)不已。研究人員表示，他們的下一個(gè)方向將是更縝密地研究線(xiàn)型碳的導電性，同時(shí)也準備考慮一下化學(xué)元素周期表上的某些其他元素是否形成一維鏈。
單個(gè)原子厚的線(xiàn)型碳（Carbyne）可能是已知最強韌的微觀(guān)材料 |
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