本报合肥1月12日凌晨电（记者丁一鸣、通讯员王敏）日前，中国科学技术大学朱彦武教授研究团队通过对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入，在常压条件下构建了C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体，并实现了其克量级制备。1月12日凌晨，该研究结果发表于国际学术期刊《自然》。
碳是自然界最常见的元素之一，碳原子之间通过不同分列方式，可以或许形成多种布局，好比我们认识的石墨、金刚石和无定型碳，已经广泛应用于各个范畴。
比年来，富勒烯、纳米碳管、石墨烯和石墨炔等新型碳质料的发现和发展，得到了广泛关注，并引发研究高潮。“如果我们可以在一个晶体布局中引入纳米单元，比方用富勒烯、石墨烯等作为根本布局单元代替平凡晶体中的原子，像搭积木一样‘搭建’出新型碳质料，可能会发掘更多新奇性质，发挥更大应用潜力。”朱彦武说。
此前，对于制备这类新型碳质料，研究人员要么是使用高温高压等极限条件，要么是接纳紫外光、电子束辐照等微观处理技术，但其产率较低、产物不纯，阻碍了人们对该类质料的性质与应用进行更深入探索。
在此次研究中，朱彦武团队创造性地使用氮化锂对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入，并在暖和温度下进行热处理，最终得到大量的C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体。
值得注意的是，团队通过基于呆板学习和神经网络势函数的布局搜刮效果进一步表明，长程有序多孔碳基晶体代表了一大类从富勒烯分子晶体到石墨类碳晶体转变过程中的亚稳态晶体布局。
“这里的长程有序多孔碳晶体，微观上具有多孔特性但完备生存了晶体的宏观周期性，是一类新的人工碳晶体，未来可能在能量存储、离子筛分、负载催化等范畴具有潜伏应用。电荷注入技术也为构建这类碳基晶体质料提供了一种搭积木式的制备技术，有望成为在原子级精度上调控晶体布局的新本领。”朱彦武介绍。
《自然》审稿人称：“论文中给出的效果令人敬佩，对晶体学和质料科学范畴具有重要意义。” |
