不是石墨烯:科學家發現一種新型非苯類碳同素異形體
只有一層原子厚度的石墨烯,因其難以置信的強度、柔韌性、以及相當輕巧的結構,而受到了研究人員的廣泛關注。不過來自歐洲的一支研究團隊,剛剛開發出了一種全新的非苯類碳同素異形體。雖然與神奇的石墨烯具有一定的相似之處,但兩者的區別也不少。
上半圖為聯苯,下半圖為非苯類碳同素異形體新材料的高分辨率顯微圖像。
作為一種二維的碳薄片,石墨烯具有其它碳基材料難以企及的電性能,因而被許多人寄望於改善電子產品和先進鋰電池的性能。
不過在蜂窩狀2D 排布的石墨烯之外,科學家們也在積極思考碳元素的其它二維結構是否也具有獨特的品質。
比如近日,來自德國馬爾堡大學和芬蘭阿爾託大學的科學家們,就在《科學》(Science)雜誌上介紹了他們的新發現。
這篇文章的標題為《Biphenylene network: A nonbenzenoid carbon allotrope》,簡單翻譯過來就是《聯苯網絡:一種非苯類碳同素異形體》。
這項工作始於將含碳分子置於非常光滑的金表面上,讓它們在那裡形成兩種鏡像類型的鏈(像是左手或右手)。
儘管石墨烯會將不同的鏈結合到一起,但在新材料中,只有相同類型的鏈會被結合到一起。於是我們不禁見到了蜂窩狀的圖案,還看到它形成了正方形和八邊形。
通過高分辨率掃描探針顯微鏡確認了新材料的結構之後,研究團隊將之命名為聯苯網絡(Biphenylene Network),且發現它的電特性與石墨烯有很大的不同。
比如在測量原子寬度為21 的窄條材料時,它的行為類似於金屬。而相同尺寸的石墨烯條的行為,則類似於半導體。
領導這項研究的馬爾堡大學Michael Gottfried 教授表示,這種新材料有望在將來用於碳基電子設備的導線。目前科學家們正在努力生產更大片的新材料,以進一步研究其特性和潛力。
不過在阿爾託大學開展了高分辨率顯微實驗的Linghao Yan 解釋稱,他們後續的想法是使用經過調整的分子前體、而不是石墨烯來生產新材料。
最後,來自馬爾堡大學的研究作者Qitang Fan 補充道:與當前的石墨烯基材料相比,這種新穎的碳網絡還可作為鋰離子電池的高級陽極材料,以大幅提升其能量密度。