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发布时间:2023-12-07 17:33:12 阅读: 来源:大班椅厂家

新型碳材料性能超越石墨烯,指接材可引发电池技术的突破性进步

新型碳材料性能超越石墨烯,可引发电这样做的好处是池技术的突破性进步

2021年06月03日

德国和芬兰科学家在最新一期《科学》杂志撰文称,他们合成出了一种独特的新型碳原子络,新形式的碳像石墨烯一样,仅一个原子厚,但原子结构和电子特性与石墨烯截然不同,有望在电池等领域找到用武之地。

碳以各种形式存在,比如钻石、石墨和石墨烯等。石墨烯是迄今已知最薄的材料,独特裁条机的“性格”使其有望在电子等多个应用领域“大显身手”涂料。在石墨烯中,每个碳原子与另外三个碳原子相连,形成蜂窝状的六边形。理论研究表明,碳原子也可以其他络模式排列,但科学家迄今一直未曾发现这些预测的络。

在最新研究中,马尔堡大学和阿尔托大学的科学家发现了一种新的碳原子络,并将其命名为联苯烯络。在这种新形式的碳材料中,碳原子之间彼此连接,形成正方形、六角形和八角形,再组合成有序的晶格。

研究人员还用高分辨率扫描探针显微镜证实了这种络的独特结构,并发现它的电子性质与石墨烯截然不同。

他们表示,石墨烯是半导体,但这种新型碳拥有金属性质。马尔堡大学的迈克尔·戈特弗里德教授说:“新型碳络上的窄条纹的行为像金属,可用作未来碳基电子设备的导线。”研究主要作者、马尔堡大学的樊启堂(音译)说:“这种新型碳络也可以作为锂离子电池的正极材料,与目前的石再次把发展绿色耐火材料战略作为我国当前和今后耐火材料行业可延续发展的重要发展战略墨烯基材料相比,新材料储锂容量会更大。”

研究人员将含碳分子组装在光滑金表面上制得这种新材料:含碳分子首先形成由连接的六角形组成的链,随后这些链连接在一起形成正方形和八角形。在连接前,只有相同类型的链会聚集在金表面,形成有序组合,这对于新碳材料的形成至关重要,因为不同类型的链之间发生反应只会生成石墨烯。阿尔托大学的严凌浩(音译)解释说:“我们的独特之处是使用了分子前体,我们调整这些分子前体乐平以产生联苯烯,而非石墨烯。”

目前,研究小组致力于研制新材料更大的薄片,以探索其平衡机应用潜力。他们也表示,新合成方法有望催生其他新型碳络。

石墨烯的横空出世,打开了二维材料世界的大门,也刷新了科学家对物质材料“维度”的认知。既然单使拉伸实验进程中产生的氧化物等杂物掉不进下钳口磨擦副内层碳原子可以形成石墨烯,理论上,其他物质也可能以单层原子形式排列,并形成新的二维材料。最新研究又带来新的启发:改变单层碳原子的排列形式,即可形成另一种二维材料,其他物质材料是否也如此?如果真是这样,那么二维材料世界的疆界将大大拓展。


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