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| 五邊形石墨烯：一種新型的碳同素異形體被發(fā)現 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-02-09 10:10:13 瀏覽次數： |
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五邊形石墨烯 （中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）近日，弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)以及中國、日本等國的大學(xué)發(fā)現了一種新型的碳同素異形體，它被稱(chēng)作“五邊形石墨烯”。這種五邊形的石墨烯只含有碳元素，呈薄片狀，其獨特的外形猶如開(kāi)羅街道上鋪設的五邊形瓷磚一樣。
這種新發(fā)現的五邊形石墨烯是一種單層片狀碳結構的材料，類(lèi)似于開(kāi)羅街道鋪設的瓷磚，具有熱穩定性和機械穩定性。作為弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)人文與科學(xué)學(xué)院物理系的特聘教授，論文的高級作者——Puru Jena博士指出：“目前已發(fā)現的碳結構主要包括富勒烯、碳納米管和石墨烯三種，各自具有獨特的結構。五邊形的石墨烯就屬于該類(lèi)。”
題為“五邊形的石墨烯——一種新型的碳同素異形體”的論文將出現在《美國國家科學(xué)院院刊》上，該論文基于北京大學(xué)和弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)的聯(lián)合研究。該文章作者不僅包括Jena和Wang，還包括北京大學(xué)的Zhang Shunhong博士、弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)的Zhou Jian博士后、上海中科院的Chen Xiaoshuang博士和日本仙臺東北大學(xué)的野Yoshiyuki Kawazoe博士。
碳結構一般為六角形結構，有時(shí)摻雜一些五邊形，而五邊形的石墨烯則是完全由五邊形組成的二維碳結構。使用計算機模擬合成的五邊形石墨烯材料在某些應用領(lǐng)域中可能優(yōu)于石墨烯。因為五邊形的石墨烯具有機械穩定性、高強度、耐高溫性能達到1000開(kāi)爾文。
Jena說(shuō)：“人們所說(shuō)的‘鉆石恒久遠’是因為將鉆石轉化回石墨需要極高的能量。同樣，這是也適用于五邊形的石墨烯。五邊形的石墨烯具有一些有趣的特性，五邊形的石墨烯是半導體，而石墨烯是導體。當石墨烯卷起形成碳納米管時(shí)，可以作為金屬或半導體使用，但五邊形的石墨烯卷起形成納米管時(shí)總體現為半導體。”
五邊形石墨烯的的延伸性也十分優(yōu)異。Wang 說(shuō)：“拉伸石墨烯時(shí)，石墨烯在拉伸方向伸展，同時(shí)沿垂直方向收縮。然而，拉伸五邊形的石墨烯時(shí)，五邊形的石墨烯會(huì )在兩個(gè)方向同時(shí)擴展。”
五邊形的石墨烯的泊松比為負值，這種材料的機械性能十分罕見(jiàn)，具有潛在的應用前景。 總之，五邊形的石墨烯可以應用于電子、生物醫藥、納米技術(shù)等諸多領(lǐng)域。
Jena說(shuō)：“我們的下一步計劃是合成五邊形的石墨烯。五邊形石墨烯的使用性能十分穩定。問(wèn)題在于如何合成五邊形的石墨烯。文章中體現了我們的一些想法。目前，這種想法是基于理論的計算機模擬結果，但我們完全有理由相信，這樣的預測可以實(shí)現。一旦成功合成五邊形的石墨烯，將會(huì )打開(kāi)一個(gè)全新的碳領(lǐng)域。在此之前，二維碳結構從未完全由五邊形構成。”
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