全新碳形態汞黝礦結構製造成功

在沸石孔內形成的汞黝礦結構的籠狀結構。英國《獨立報》網站供圖

碳可謂自然界的「千面女郎」：珍貴的鑽石、平凡無奇的鉛筆以及地球上最堅固材料石墨烯中的石墨等。據英國《獨立報》網站14日報道，經過科學家數十年的努力，現在，碳又擁有了一副新面孔——汞黝礦結構（Schwarzite）。科學家推測，其電學、磁學和光學性質使它們能在電子和化石燃料等工業領域大展拳腳。

數十年前，化學家就預測，存在新形式的碳——汞黝礦結構（一種由於有七邊形的出現，六邊形層被扭曲到「負曲率」鞍形的假想結構），由於其獨特的性質，可用於電池內並用作催化劑。最近，科學家製造出了這種碳。

韓國和日本研究人員在研究沸石模板碳（ZTCs）時，偶然製造出了它，但當時並沒有引起注意，直到美國加州大學伯克利分校化學家注意到它們不同尋常的結構。

碳可排列成二維「晶體」，包括石墨烯片和足球形狀的富勒烯片，具體什麼形狀取決於碳原子鎖在一起時，其結構的彎曲程度。不同於富勒烯的正彎曲以及石墨烯的完全沒有彎曲，汞黝礦結構是負彎曲。

最新研究負責人、分子工程師貝倫德·斯密特教授解釋稱，沸石是一種常用於洗衣劑中軟化水的礦物質，是將汞黝礦結構從理論帶入現實的關鍵要素，通過向沸石中注入含碳蒸汽，可以創造出這一結構。一旦進入沸石內部，碳就會組裝成石墨烯樣薄片，呈線性排列在沸石孔的壁上，使沸石表面伸展並呈負彎曲，接著沸石可被溶解，從而製造出純凈的汞黝礦結構。而且，選擇正確的沸石，還可以對汞黝礦結構進行調整，以獲得想要的屬性。

斯密特在美國《國家科學院學報》上刊文指出：「我們現在有了如何製作這些結構的方法，就可以探索它們的行為，我們正努力做到這一點。」

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聲明

來源：科技日報

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