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| 六邊變五邊，科學(xué)家模擬合成新型石墨烯 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-04-09 10:29:35 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）一般來(lái)說(shuō)，石墨烯是一種六邊形結構的碳材料。日前，北京大學(xué)應用物理與技術(shù)研究中心王前教授課題組與其他國際合作者模擬了一種稱(chēng)為五邊形石墨烯的新型碳材料的合成。與由碳六元環(huán)所構成的石墨烯不同，這種碳的新同素異形體是以純碳五元環(huán)為結構基元構成的二維結構，并具有可與石墨烯媲美的優(yōu)異性質(zhì)。該研究成果近日發(fā)表在《美國科學(xué)院院刊》上。
碳材料一直被認為是材料科學(xué)研究的前沿。此前已經(jīng)發(fā)現的碳材料和碳納米結構大多是以碳六元環(huán)作為主要結構基元而構成，除最小的富勒烯C20分子以外，僅以碳五元環(huán)為結構基元而構成的碳材料尚未發(fā)現。王前團隊發(fā)現只用碳五元環(huán)也可以構成二維的碳結構，打破了碳材料中的“孤立五邊形規則”，并用分子動(dòng)力學(xué)模擬證明了五邊形石墨烯是熱穩定的，可以承受高達1000K的溫度。
五邊形石墨烯具有新穎的結構，其投影類(lèi)似于一種名為“開(kāi)羅五邊形瓷磚”的裝飾圖案。研究人員提出，五邊形石墨烯可以使用化學(xué)剝離技術(shù)從一種稱(chēng)為T(mén)12相的碳同素異形體得到。
王前團隊通過(guò)深入研究發(fā)現，五邊形石墨烯具有罕見(jiàn)的負泊松比效應，即當一個(gè)方向受到拉伸應變時(shí)，其垂直方向具有擴張效應，這與普通材料具有收縮效應是不同的；在承受雙軸拉伸應變時(shí)，它具有可與石墨烯媲美的超高力學(xué)強度。因此五邊形石墨烯具有特殊的物理機械性能，如具有比石墨烯更好的抗斷裂性能和回彈韌性，以及抗負荷能力等，可應用于隔音材料和緩沖材料。
王前認為，這項研究極大地豐富了人們對碳結構的認識。五邊形石墨烯可應用于輕質(zhì)半導體薄膜器件，應變放大器等。一旦合成出來(lái)，可望在納米尺度的電子和機械器件中找到廣泛的用途。
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