來源：中國合成樹脂網 2022-06-17 11:19:08
6月15日，中國科學院化學研究所研究員鄭健團隊在國際學術期刊《自然》（Nature）上發表了關于碳家族新材料的的新成果。該工作在常壓下通過簡單的反應條件，創制了一種新型碳同素異形體單晶——單層聚合C60。
碳材料一直被認為是一種未來材料，制備新型碳材料一直是材料領域的前沿科學問題，以富勒烯、碳納米管、石墨烯、石墨炔為代表的新型碳材料的每一次發現都引發了材料學家的研究熱潮。單層聚合C60是一種全新的簇聚二維超結構，由 C60簇籠在平面上通過C-C鍵相互共價鍵合形成規則的拓撲結構。這種新型碳材料具有較高的結晶度和良好的熱力學穩定性，并具有適度的禁帶寬度，為碳材料的研究提供了全新思路。
迄今為止構筑二維材料的最小單元是單個原子，被稱為人造原子的納米團簇作為基本單元構筑更高級的二維拓撲結構一直未能實現。由于碳碳成鍵的反應收率不是100%且反應不可逆，因此使用傳統化學反應自下而上通過分子“壘磚頭”的方法制備二維團簇碳材料單晶幾乎無法完成。鄭健課題組歷時5年，利用摻雜聚合-剝離兩步法，成功制備了單層二維聚合C60單晶，獲得了確鑿的價鍵結構。
單層聚合C60具有顯著的平面各向異性，如各向異性聲子模式和電導率，這意味著該材料在非線性光學和功能化電子器件方面可能具有應用前景。此外，由于其獨特的共軛碳結構、巨大的超晶格和多孔骨架結構，該二維簇聚碳材料或在超導、量子計算、自旋輸運、信息及能量存儲、催化等領域也具有潛在應用價值。
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