我们都知道石墨烯材料,但是对于石墨炔还不太了解。石墨炔自2010年被合成以来,经过近8年的发展,石墨炔的基础和应用研究已取得了重要成果,并迅速形成了一个新领域。下面就具体的来介绍一下石墨炔的相关知识。
什么是石墨炔
石墨炔,是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后,一种新的全碳纳米结构材料。它是由sp和sp2杂化形成的一种新型碳的同素异形体,是由1,3-二炔键将苯环共轭连接形成的具有二维平面网络结构的全碳材料,具有丰富的碳化学键、大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性,被誉为是最稳定的一种人工合成的二炔碳的同素异形体。
由于其特殊的电子结构及类似硅优异的半导体性能,石墨炔有望可以广泛应用于电子、半导体以及新能源领域。
石墨炔的发现
2010年,中科院化学所有机固体院重点实验室研究人员利用六炔基苯在铜片的催化作用下发生偶联反应,成功地在铜片表面上通过化学方法合成了大面积碳的新同素异形体——石墨炔,这是在世界上首次大面积制备出了石墨炔薄膜。它具有丰富的碳化学键、大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性,被誉为是最稳定的一种人工合成的二炔碳的同素异形体。由于其特殊的电子结构及类似硅优异的半导体性能,石墨炔可以广泛应用于电子、半导体以及新能源领域。
石墨炔未来前景广阔
石墨炔,具有天然的带隙,属于本征半导体,其存在特别的电荷输运性能。石墨炔在费米能级上下附近具有两个不同的狄拉克锥,这表示石墨炔为自掺杂(self-doped)半导体,原本就具有电荷载流子,不需要像石墨烯一样要通过额外掺杂实现。石墨炔还表现出高的导电性、大的泽贝克系数和低的热导率等特点。
为此,石墨炔吸引了来自化学、物理、材料、电子、微电子和半导体领域的科学家对其诱人的半导体、光学、储能、催化和机械性能进行了深入探索。石墨炔特殊的电子结构和孔洞结构使其在信息技术、电子、能源、催化以及光电等领域具有潜在、重要的应用前景,近几年石墨炔的基础和应用研究已取得了重要成果,并迅速成为了碳材料研究中的新热点领域。