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碳科学谜团金属形态的碳即将揭晓

2013-11-14 09:40
林契于宸
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  近日,北京大学、美国弗吉尼亚联邦大学和中科院上海技术物理研究所的科学家组成国际科研团队,通过理论计算,推算出一种能够在常温常压下保持金属形态的三维碳。该项研究或将极大推进碳科学发展。相关论文日前在线发表于美国《国家科学院院刊》。

  碳科学一直是学界研究的重点。这不仅因为碳是生命的重要组成元素,还因为其具有丰富多样的物理和化学特性。例如,石墨、金刚石、足球烯、碳纳米管、石墨烯均由碳组成,却因结构不同而展现出各异的性质。

  不过,是否存在于常温常压下保持金属形态的碳一直是该领域中的一个谜团。

  上述国际科研团队在经过理论计算之后,认为如果能够使碳组成连锁六边形结构,就会让其具有三维金属相。

  “连锁六边形结构具有两个功能:其一,六边形能够使碳材料具有金属特征;其二,环环相扣的连锁结构能够保持材料的稳定。”该团队成员之一、美国弗吉尼亚联邦大学人文与科学学院特聘教授PuruJena说。

  “在3×1012帕斯卡的压力下,碳也能表现出金属特性。但是,我们提出的这种碳结构能够在常温常压下保持稳定。同时,这种结构或许利用苯或聚并苯分子即可制成。”该团队负责人之一、北京大学教授王谦(音译)说。

  王谦还表示,这种材料如果被研制出来,或将具有负微分电阻、超导电性等特征,有望被用于超轻金属、催化剂研制等领域。

  PuruJena则告诉记者,该项研究目前仍处在早期阶段,他们希望进一步的发现能够有利于将理论转化为实际实验。

  该研究受到了中国国家自然科学基金委和美国能源部等机构的支持。

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