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中山大学石磊副教授在制备性能可控的一维碳链方面取得了重要进展。
  • 2021-02-22 08:30:40
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由于其独特的四电子结构,碳原子具有多种异构体,如金刚石、石墨烯、碳纳米管、富勒烯等。这些碳异构体的电导率从导体、半导体和半金属延伸到绝缘体,其尺度从三维、二维到一维不等。由碳-碳-三键组成的SP杂化碳链是一种尚未深入研究的一维碳异构体。理论上预测一维碳链比石墨烯和碳纳米管具有更好的力学、电学和热性能,因此具有重要的研究意义和研究价值。然而,由于一维碳链的结构非常不稳定,在室温和压力下很难存在,而且容易相互交联,因此碳链的研究进展缓慢,难以实现。

为了解决一维碳链的稳定性问题,中山大学石磊副教授和thomaspichler教授等人合作发展了一种高温高真空热处理法,利用碳纳米管为模板制备得到了世界上最长的一维碳链,且在常温常压下具有优异的稳定性(shil.,etal.naturematerials,15,634-639,2016)。此后,通过超声和梯度密度离心我们还实现了抽出和分离双壁碳纳米管中的碳链和内层碳纳米管,发现碳链的性能和内层碳纳米管密切相关,而与外层碳纳米管无关(shil.,etal.acsnano,12,8477-8484,2018)。随后与瑞士苏黎世联邦理工学院的合作研究表明单根碳链的性能确实可以通过碳纳米管和碳链之间的相互作用来调控(heegs.,etal.nanoletters,18,5426-5431,2018)。然而从制备的角度上来看,控制合成双壁碳纳米管的直径十分困难,因此石磊副教授开发了一种高温高真空热处理法,可以将不同直径的单壁碳纳米管转化为双壁碳纳米管,从而实现了双壁碳纳米管直径的控制(shil.,etal.nanoscale10,21254-21261,2018)。

相关的研究成果发表在著名的国际学术期刊纳米快报(towardsconfinedcarbynewithtailoredproperties.:10.1021/acs.nanolett.0c04482)上。本文的第一作者是石磊副教授,公共传播学一书的作者是中山大学材料科学与工程学院(中山大学)材料科学与工程学院,论文的第一单元是实验支持(Thomaspichler)、理论支持(Alejandroperezpaz)和理论支持(Angelrubio)。这项研究工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、中央院校基础科研经费和中山大学100人项目启动经费的支持。

资料来源:中山大学

与文件链接:

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.0c04482

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