關(guān)注——中科院成功研究出合成碳同素
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hbmf2012 發(fā)布時間：2012-03-22 18:59:05
近二十年來，科學家們一直致力于發(fā)展新的方法合成新的碳的同素異形體，探索其新的性能，先后發(fā)現(xiàn)了富勒烯、碳納米管和石墨烯等新的碳的同素異形體，并成為了國際學術(shù)研究的前沿和熱點。碳具有sp3、sp2和sp三種雜化態(tài)，通過不同雜化態(tài)可以形成多種碳的同素異形體，如通過sp3雜化可以形成金剛石，通過sp3與sp2雜化則可以形成碳納米管、富勒烯和石墨烯等。
由于sp雜化態(tài)形成的碳碳三鍵具有線性結(jié)構(gòu)、無順反異構(gòu)體和高共軛等優(yōu)點，人們一直渴望能夠獲得具有sp雜化態(tài)的碳的新同素異形體，并認為該類碳材料具備優(yōu)異的電學、光學和光電性能，并將成為下一代新的電子和光電器件的關(guān)鍵材料。石墨炔是第一個以sp、sp2和sp3三種雜化態(tài)形成的新的碳同素異形體，最有可能被人工合成的非天然的碳同素異形體。
中科院化學所有機固體院重點實驗室利用六炔基苯在銅片的催化作用下發(fā)生偶聯(lián)反應，成功地在銅片表面上通過化學方法合成了大面積碳的新的同素異形體-石墨炔（graphdiyne）薄膜。
研究結(jié)果發(fā)表在Chem. Commun.2010，3256-3258上。這一結(jié)果被認為是碳化學的一個重要進展，它將為大面積石墨炔薄膜在納米電子的應用開辟一條道路。該論文一經(jīng)發(fā)表，就被編輯選為Showcasing，文章網(wǎng)上出版后，立即被評為HOT article，并在一個多月中點擊率排名一直第一，并成為Chem. Commun.為中國春節(jié)特選的Top article。Materials Today雜志和《自然》出版集團的NPG Asia Materials等也準備以Highlight形式報道。
研究結(jié)果還證實石墨炔是由1，3-二炔鍵將苯環(huán)共軛連接形成二維平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的全碳分子，具有豐富的碳化學鍵，大的共軛體系、寬面間距、優(yōu)良的化學穩(wěn)定性和半導體性能。所獲得的石墨炔單晶薄膜具有較高的有序度和較低的缺陷，薄膜電導率為：10 3-10 4 S m 1。這種碳的新同素異形體的發(fā)現(xiàn)，使得受國際科學界高度重視的碳材料“家族”又誕生了一個新的成員。石墨炔特殊的電子結(jié)構(gòu)將在超導、電子、能源以及光電等領(lǐng)域具有潛在、重要的應用前景。
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