化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  碳家族添新丁:我国科学家预言的T-碳问世
碳家族添新丁:我国科学家预言的T-碳问世
2017-11-27 10:41:05来源:元素商城

元素百科为您介绍我国科学家预言的T-碳问世。碳原子是神奇的,既可构成世界最软的矿物质石墨,也能构成自然界中最坚硬的物质金刚石。最近我国科学家又在碳原子研究上获得突破:由中科院大学物理学院苏刚教授等人通过理论计算预言的一种三维碳结构T-碳(T-carbon)诞生,中外科学家联合研究团队成功合成了T-碳,从而使T-碳成为可与石墨和金刚石比肩的碳的另一种三维新结构。

 我国科学家预言的T-碳问世.jpeg

11月23日,苏刚在接受记者采访时表示,T-碳是一种蓬松的碳材料,内部有很大的可利用空间,如果用作储能材料,其储氢能力重量百分比不低于7.7%。苏刚认为,T-碳将会在光催化、吸附、储能、航空航天材料等领域拥有广泛的应用前景。

1980年代以来,科学家对获得碳的新结构兴趣浓厚,并催生了两次诺贝尔奖。这不仅在化学、物理、材料和信息科学等相关领域产生巨大影响,也催生了工业和技术上的大量应用。基于这些结构,科学家又合成了许多新的衍生物,并制成了新的功能器件和相关产品。

碳原子有四个价电子,发生轨道杂化(原有一些能量较近的原子轨道重新组合成新的原子轨道)后它就像四只手,具有很强的与自身及其他元素相结合的能力。碳可以形成sp2杂化的石墨烯,形成sp3杂化的金刚石,还有sp-sp2杂化的石墨炔,sp-sp3杂化的金刚石炔。“化学上,碳可以与其他元素结合在一起,组成包括DNA、蛋白质和其他重要的生物大分子,从而使碳成为地球上组成生命的最基本的元素之一。”苏刚说。

2011年,苏刚指导博士生胜献雷等通过大量对比研究后提出,如果将立方金刚石中的每个碳原子用一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代,将会形成碳的一种新型三维立方晶体结构。他们基于密度泛函的第一性原理研究,发现这种结构在几何、能量以及动力学方面都是极其稳定的。他们把这种碳的新型同素异形体命名为T-carbon。研究表明,T-碳具有与金刚石相同的空间群,是一个具有直接带隙的半导体,可通过掺杂来调控带隙以适用于光催化。T-碳还有一个鲜明特点,密度非常小,约为石墨的2/3,金刚石的一半。

苏刚等人通过计算发现T-碳可能在负压环境下更易形成。T-碳有可能在宇宙星际尘埃或太阳系外行星中被观测到。

对于发现T-碳的工作,业内专家给予高度评价,认为“T-碳开启了碳结构研究的新纪元,将激发其他科学家进行广泛的理论和实验研究”。

T-碳能否在实验室合成?苏刚近年来一直致力于推动T-碳的实验合成工作。2017年年初,西安交通大学和新加坡南洋理工大学的联合研究团队,通过皮秒激光照射悬浮在甲醇溶液中的多壁碳纳米管,在极端偏离热力学平衡态的条件下,成功地实现了从sp2到sp3化学键的转变,其形成的新型碳材料与理论预测的T-碳完全一致,证明合成了T-碳。有关合成T-碳的实验结果前不久在《自然·通讯》上公布。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 化工中间体原料  
相关专题: 化学试剂
相关阅读:
●  芳烃危害有哪些,用途是什么
化学词典为您介绍芳烃危害以及它的用途,芳烃是由碳和叫做烃的氢构成的有机物质。除了植物源以外,还可以在石化燃料中发现烃。最常见的芳烃是苯,甲苯和二甲苯。这些化合物有时是在燃油精炼过程中产生的。芳烃的用途已经远远不是最初的芳香剂,如今的染料,树脂,织物和薄膜等很多产品中都包含它。 芳烃危害 苯是一种应用广泛的有机溶剂,是黏合剂、油性涂料、油墨等的溶剂。短时间内吸入大量苯蒸气可引起急性......
●  二乙醇胺的用途是什么,有哪些生产厂家
化学词典告诉你二乙醇胺的用途以及生产厂家。二乙醇胺的中文名称 2,2'-二羟基二乙胺,二乙醇胺;双羟乙基胺;2,2`-亚氨基双乙醇:英文缩写DEA。 无色粘性液体或结晶。有碱性,能吸收空气中的二氧化碳和硫化氢等气体。 二乙醇胺的用途用作分析试剂,酸性气体吸收剂,用于焦煤气等工业的净化,并可循环使用。也用于制洗涤剂、擦光剂、润滑剂、软化剂、表面活性剂等,也可用于有机合成。在洗发剂和......
●  危险化学品:液氨是什么,为什么会发生爆炸
化学词典告诉你液氨是什么以及为什么会发生液氨爆炸事件,对于不是从事化工方面的人来说,液氨这个名词应该很少听说或者接触到。随着最近化工爆炸事件频发,多学一点化学知识也是非常有必要的。今天小编就给大家讲解一下液氨的相关知识。 液氨是什么 液氨,是一种有刺激臭味的无色有毒气体,极易溶于水,水溶液呈碱性,易液化,一般液氨可作致冷剂,接触液氨可引起严重冻伤。氨气爆炸极限为15.7~27.4......

您确定要从购物车中移除吗???