全新碳形態(tài)汞黝礦結(jié)構(gòu)制造成功
有望在電子和化石燃料工業(yè)領(lǐng)域大展拳腳
在沸石孔內(nèi)形成的汞黝礦結(jié)構(gòu)的籠狀結(jié)構(gòu)。英國《獨立報》網(wǎng)站供圖
科技日報北京8月15日電（記者劉霞）碳可謂自然界的“千面女郎”：珍貴的鉆石、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(jù)英國《獨立報》網(wǎng)站14日報道，經(jīng)過科學(xué)家數(shù)十年的努力，現(xiàn)在，碳又擁有了一副新面孔——汞黝礦結(jié)構(gòu)（Schwarzite）。科學(xué)家推測，其電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)性質(zhì)使它們能在電子和化石燃料等工業(yè)領(lǐng)域大展拳腳。
數(shù)十年前，化學(xué)家就預(yù)測，存在新形式的碳——汞黝礦結(jié)構(gòu)（一種由于有七邊形的出現(xiàn)，六邊形層被扭曲到“負曲率”鞍形的假想結(jié)構(gòu)），由于其獨特的性質(zhì)，可用于電池內(nèi)并用作催化劑。最近，科學(xué)家制造出了這種碳。
韓國和日本研究人員在研究沸石模板碳（ZTCs）時，偶然制造出了它，但當(dāng)時并沒有引起注意，直到美國加州大學(xué)伯克利分?；瘜W(xué)家注意到它們不同尋常的結(jié)構(gòu)。
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，具體什么形狀取決于碳原子鎖在一起時，其結(jié)構(gòu)的彎曲程度。不同于富勒烯的正彎曲以及石墨烯的完全沒有彎曲，汞黝礦結(jié)構(gòu)是負彎曲。
最新研究負責(zé)人、分子工程師貝倫德·斯密特教授解釋稱，沸石是一種常用于洗衣劑中軟化水的礦物質(zhì)，是將汞黝礦結(jié)構(gòu)從理論帶入現(xiàn)實的關(guān)鍵要素，通過向沸石中注入含碳蒸汽，可以創(chuàng)造出這一結(jié)構(gòu)。一旦進入沸石內(nèi)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，使沸石表面伸展并呈負彎曲，接著沸石可被溶解，從而制造出純凈的汞黝礦結(jié)構(gòu)。而且，選擇正確的沸石，還可以對汞黝礦結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，以獲得想要的屬性。
斯密特在美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上刊文指出：“我們現(xiàn)在有了如何制作這些結(jié)構(gòu)的方法，就可以探索它們的行為，我們正努力做到這一點?！?/span>
總編輯圈點
碳這種物質(zhì)發(fā)現(xiàn)得很早，甚至可說是人類最早接觸并利用到的元素之一。但直到今天，人們?nèi)詴樗械襟@奇。過去發(fā)現(xiàn)新形式的碳已引發(fā)了令人興奮的技術(shù)革命，并獲得了兩項諾貝爾獎，而全新碳形態(tài)的出現(xiàn)，意味著一個新的發(fā)掘點，科學(xué)家們將不遺余力對汞黝礦結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，這種優(yōu)化或?qū)﹄娮宇I(lǐng)域的應(yīng)用非常有益。
