你可能還記得高中時把小蘇打和醋混合在一起做火山的情景，當某些化學物質相互接觸時，結果可能是爆炸性的。多年來，火箭科學家將這一原理應用到了更嚴重的程度，他們一直在使用一種稱為過熱反應的東西作為一系列太空船的燃料。 這些反應是兩種化學物質（通常是燃料和氧化劑）之間的反應，反應非常劇烈，如果引導得當，可以提供推進力。 例如，在超光速推進領域，比較常見的一種組合是將燃料肼與氧化劑四氧化二氮混合在一起。

新型碳材料的顯微鏡視圖，其表面積為有報道以來最高

研究人員利用火箭科學原理，創造出了表面積破紀錄的碳材料。 這種材料可以吸收的二氧化碳量是目前活性碳材料的兩倍，而且具有驚人的儲能能力。

在康乃爾大學，博士後研究員尼古拉斯-查爾姆佩斯（Nikolaos Chalmpes）正在以不同的方式利用雙酚反應。 他利用各種化學物質結合時釋放出的強大力量製造材料。

康乃爾大學教授馬紐埃爾-吉安內利斯（Emmanuel Giannelis）認為，這種技術可能有助於增加碳的孔隙率，從而提高碳的表面積，使其更善於儲存能量和捕捉二氧化碳，於是他開始與查爾姆佩斯合作進行一項新的研究。

研究的第一作者Chalmpes 說：”我試圖了解如何利用和控制這些尚未探索的反應來合成各種碳奈米結構，在調整了各種參數之後，我發現我們或許能夠實現超高孔隙率。在此之前，這些反應只用於火箭和飛機系統，以及深空探測器的推進和液壓動力。

在其他科學家團隊的幫助下，兩人取得了成功。 他們創造出的碳的表面積達到了驚人的每克4800 平方米，他們說，這大致相當於把一個足球場的大小整齊地包裝到一個茶匙上。 “據我們所知，這個面積值是文獻報告的最高值，”研究人員在他們的研究報告中寫道，該報告已發表在《ACS Nano》雜誌上。

這種材料成功的關鍵在於高碳醇反應生成的碳管具有高濃度的分子環，這些分子環由五個碳原子而不是通常的六個碳原子構成。 這改變了分子鍵的角度，增加了碳管的穩定性。

在反應過程中，管子沿著研究人員創建的模板自行組裝，以形成結構形式。 最後，將生成的結構塗在氫氧化鉀上，氫氧化鉀會洗去較不穩定的結構，並留下數以千計的微孔。

Giannelis說：”當進行這種非常快速的反應時，就會產生一種完美的情況，即係統無法鬆弛並進入其最低能量狀態，而這在通常情況下是可以做到的。由於高熱反應的速度，可以捕捉到材料的隕變構型，而這是正常反應的緩慢加熱所無法實現的。

材料製成後，研究人員對其進行了測試，觀察它能從大氣中封存多少二氧化碳。 結果表明，在短短兩分鐘內，它就能捕捉其總容量的99%，而這產量幾乎是目前活性碳產品的兩倍。 此外，它的儲能能力是市售活性碳的四倍，體積能量密度為每公升60 瓦時。

Chalmpes說：「這種方法為設計和合成適用於超級電容器的吸附劑、催化劑載體和活性材料的碳基材料提供了另一種策略，特別是在要求空間效率的應用中。此外，超醇化反應的獨特實驗條件為設計和合成性能更強的電催化劑提供了另一條途徑。