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標題: 科學家首製造出夢幻材料石墨炔 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2022-5-26 06:47 PM 標題: 科學家首製造出夢幻材料石墨炔

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　　如果說石墨烯(Graphene)是讓科學家眼前為之一亮的神奇材料﹐那麼原存於想像中的石墨炔(Graphyne)這種夢幻材料會讓人從椅子上跳起來﹐後者某些方面比石墨烯更具應用前景。現在﹐科學家證實了這個長期假設的夢幻材料存在﹐首度成功製造出石墨炔。
　　碳具多功能性﹐工業用途也相當廣泛﹐因此科學家對於構建新穎的碳同素異形體甚感興趣﹐根據sp2﹑sp3 等軌域及相應鍵的配對﹐可以不同方式構建碳同素異形體。這些年來﹐科學家們利用傳統化學方法已成功製造各種碳同素異形體﹐比如富勒烯(或稱巴克球)和石墨烯等﹐也一直試圖合成稱為石墨炔(Graphyne)的新型碳﹐但後者數十年來成果有限。
　　理論上石墨炔與石墨烯結構相似﹐都僅單原子層厚﹐但石墨炔是由sp雜化和sp2雜化的碳原子構成之晶體﹐可以看成用碳碳三鍵連接而成的苯﹐可能存在數種不同幾何結構﹐包括六方晶系和立方晶系。由於結構內電位差﹐石墨炔每種結構可能根據內部構成提供不同機械﹑光學與電子特性﹐也許最引人注目的是石墨炔導電性能媲美石墨烯﹐但只能往一個方向傳導電子﹐有機會應用於奈米電子元件﹔一些人認為石墨炔中可能和石墨烯一樣存在狄拉克錐(Dirac cone)﹐尤其是理論推導的6,6,12立方晶系結構﹐其獨特對稱屬性使石墨炔可以自摻雜﹐擁有2個分別在費米能級上下距離不遠的狄拉克錐﹐可作為半導體材料。
　　現在﹐科羅拉多大學波德分校團隊透過炔烴複分解(alkyne metathesis)過程及熱力學﹑動力學控制方法﹐成功製造出以前未能實現的石墨炔﹐填補碳材料科學中的空白﹐為電子﹑光學﹑半導體材料研究領域開闢全新可能性﹐也將讓科學家有機會比較石墨炔與石墨烯更多差異。
　　團隊接下來還需研究如何大規模製造與操作石墨炔﹐畢竟這是非常新穎的材料。論文發表在《Nature Synthesis》期刊。

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