材料前沿丨石墨炔:从发现到应用

编者按:《石墨炔:从发现到应用》为国内外第一部全方位、系统地介绍石墨炔从基础科学研究到实际应用探索的前沿著作。由我国首次发现石墨炔的专家,中国科学院院士李玉良先生及其团队核心专家李勇军研究员共同撰写。内容新颖、权威,科学性和可读性强!合成、分离新的不同维数碳同素异形体是过去二三十年研究的焦点,科学家们先后发现了三维富勒烯、一维碳纳米管和二维石墨烯等新的碳同素异形体(图1),这些材料均成为了国际学术研究的前沿和热点。1996年化学诺贝尔奖被授予了三位富勒烯的发现者,2010年英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫由于在二维碳材料石墨烯方面开创性的研究被授予了诺贝尔物理奖,使得碳材料的研究进入了一个新的发展阶段,同时也激起了科学家们对新型碳的同素异形体的研究热忱和兴趣。图1 近三十年来碳材料发展历程石墨炔,由sp和sp2杂化形成的一种新型碳的同素异形体,它是由1,3-二炔键将苯环共轭连接形成二维平面网络结构......阅读全文

从富勒烯到石墨烯,怪异的中国式创新

  如果材料本身有意识,所有的材料一定都嫉妒石墨烯。这家伙红得发紫,是当下材料领域最耀眼的明星。  细想下来,我在材料科学这个领域居然混了将近20年了。96年是国家863成果10周年成果展览,想起当时的盛况,恍如昨日。  如果说那一年最耀眼的材料明星是谁,当之无愧的是富勒烯。  不知道是偶然还是必然

材料前沿丨石墨炔:从发现到应用

编者按:《石墨炔:从发现到应用》为国内外第一部全方位、系统地介绍石墨炔从基础科学研究到实际应用探索的前沿著作。由我国首次发现石墨炔的专家,中国科学院院士李玉良先生及其团队核心专家李勇军研究员共同撰写。内容新颖、权威,科学性和可读性强!合成、分离新的不同维数碳同素异形体是过去二三十年研究的焦点,科学家

富勒烯具有明显抗衰老效果

  最近,欧洲科学家发现富勒烯具有明显的抗衰老效果,可以使实验小鼠的平均寿命从2年延长到5年。基于此实验,欧美等国家已经推出了富勒烯抗衰老保健品。   据介绍,富勒烯结构完美、性能稳定,被称为“纳米王子”。由于富勒烯的中空结构,其内部还可被置入一个或多个金属原子甚至分子,形成所谓的金属富勒烯。富勒

富勒烯或可形成纯碳新胶体

  据美国物理学家组织网2月17日报道,球形碳分子富勒烯(碳-60)在纳米技术和电子领域有很多独特性质和潜在应用。最近科学家发现,碳-60在一定条件下还能形成一种单一成分的胶体。目前为止,已知的胶体都是由两种成分构成:均匀分布的溶质和溶剂。   此前,科学家发现碳-60能形成多种物

乌克兰专家建议慎用富勒烯水

  乌克兰国家科学院材料学研究所是乌国内唯一研究碳纳米结构,尤其是富勒烯合成、提取、分离过程和鉴定的机构。该研究所专家认为,目前市场上销售的瓶装富勒烯水—“C60生命之水”的安全问题值得关注。   富勒烯水在全世界所有国家被认为对人体健康有害,不论从水合富勒烯分子的毒性,还是从富勒烯分子的胶体粒子中

开创碳材料家族新成员

金刚石、石墨烯、碳纳米管、富勒烯……碳材料具有庞大的家族成员,一直深深吸引着化学家和材料学家。然而,此前几乎所有风靡全球的碳材料,都是由国外学者开创和引领。“这是我们中国人自己做的碳材料——石墨炔。”近日,在位于中国科学院化学研究所(以下简称化学所)的实验室里,中国科学院院士、中国科学院化学研究所研

石墨炔碳原子杂化类型

碳家族发展历程  碳具有sp3、sp2和sp种杂化态,通过不同杂化态可以形成多种碳的同素异形体,如通过sp3杂化可以形成金刚石,通过sp3与sp2杂化则可以形成碳纳米管、富勒烯和石墨烯等,如下图所示。a金刚石 b石墨 c蓝丝黛尔石 d、e、f足球烯g无定形碳 h碳纳米管  1996年化学诺贝尔奖被授

物理所提出一种新型拓扑NodeLine半金属碳烯结构

  碳元素是自然界中最为广泛分布和存在的元素之一。从简单碳氢化合物中可以得到四种基本碳碳键构型:乙烷(H3C-CH3)碳碳单键、乙烯(H2C=CH2)碳碳双键、乙炔(HC≡CH)碳碳三键以及苯基大π键结构。苯基大π键结合构成稳定的两维石墨烯,烷基碳碳单键结合构成三维金刚石,炔基碳碳三键结合形成碳原子

中国科大成功捕获“消失”的富勒烯

  近日,中国科学技术大学教授杨上峰课题组成功地合成并分离表征了一种十余年来一直被认为因稳定性低而“不可被分离”的新结构内嵌富勒烯,这一发现弥补了内嵌富勒烯研究领域的一席空白,实验上证明了分离出低稳定性的新结构富勒烯的可能性。该研究成果发表在《美国化学会志》上。  富勒烯结构中最为特殊的性质是其碳笼

富勒烯材料导电性能极大提升

  《自然》杂志1月18日(北京时间)发表了美国密歇根大学开发的一种新方法,诱导电子在有机材料富勒烯中“穿行”,距离远远超过此前认为的极限。这项研究提升了有机材料应用于太阳能电池和半导体制造的潜力,或将改变相关行业游戏规则。  与当今广泛应用的无机太阳能电池不同,有机物可以制成便宜的柔性碳基材料,如

我国科学家成功合成新的碳同素异形体

最近,中科院化学所有机固体院重点实验室科研人员在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的资助下,在石墨炔研究方面取得了重要突破。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的同素异形体——石墨炔(graphdiyne)薄膜,研究结果发

化学所成功合成新的碳同素异形体石墨炔

  在国家自然科学基金委、科技部和中科院的资助下,中科院化学所有机固体院重点实验室在石墨炔研究方面取得了重要突破。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的同素异形体-石墨炔(graphdiyne)薄膜。研究结果还证实石墨炔是由1,

中国科学家首次成功合成石墨炔-开辟碳材料研究新领域

▲大面积石墨炔薄膜▲宏量制备高纯度石墨炔▲二维碳石墨炔的结构模型  石墨炔是一种新的碳同素异形体,其丰富的碳化学键,大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性和半导体性能一直吸引着科学家的关注。随着富勒烯、碳管及石墨烯等碳材料陆续通过物理方法成功制备,如何制备石墨炔一直是科学研究的焦点。  

美容界“抗衰之王”富勒烯让钻石不再易碎

科技日报北京11月29日电 (实习记者张佳欣)据近日发表在《自然》杂志上的论文,来自中国、德国和美国的一个研究小组开发出一种制造不易碎钻石的方法,造出了新形态的钻石——次晶金刚石。先前研究表明,钻石是已知的最坚硬的材料,但它却很脆,容易被切割甚至粉碎。这是因为它们的原子结构是有序的。多年来,科学家们

锂电池碳基材料富勒烯的应用分析

  富勒烯的结构与石墨类似,是单质碳被发现的第三种同素异形体,任何存在于球状或椭球状结构中的碳元素组成的物质都可称为富勒烯,最常见的富勒烯是C60,由60个碳原子组成,即20个六元环和12个五元环连接。因富勒烯结构稳定和性质独特,广泛应用在许多领域,如润滑剂、太阳能电池、化妆品及军用激光防护眼镜等。

美容界“抗衰之王”富勒烯让钻石不再易碎

  据近日发表在《自然》杂志上的论文,来自中国、德国和美国的一个研究小组开发出一种制造不易碎钻石的方法,造出了新形态的钻石——次晶金刚石。  先前研究表明,钻石是已知的最坚硬的材料,但它却很脆,容易被切割甚至粉碎。这是因为它们的原子结构是有序的。多年来,科学家们一直试图合成既保持硬度、又不那么脆的钻

我国首条吨级富勒烯生产线投产

  近日,由内蒙古碳谷科技有限公司创建的国内首条吨级富勒烯生产线在内蒙古呼和浩特市正式投产。据了解,富勒烯是1985年天文学家在研究宇宙星云构成时意外发现的。11年后,这3位来自美国和英国的科学家因发现富勒烯获得诺贝尔奖。如今,富勒烯与碳纳米管和石墨烯已成为碳纳米材料家族的3大代表。  “最常见的富

纳米尺度富勒烯电子器件可自行制冷

  近日,美国伊利诺伊大学研究人员宣布,他们用原子力显微镜探针检测了与富勒烯(石墨单原子层)接触点的热电效应,首次发现富勒烯晶体管在纳米尺度具有自行制冷效应,能降低自身温度。该研究成果发表在4月3日网络版的《自然·纳米技术》杂志上。   计算机芯片的速度和尺寸大小受制于散热效果。电流通过设备材料由

Nature重大成果|碳的同素异形体新成员出现

  碳的同素异形体有:金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、直链乙炔碳、无定形碳、碳纳米管、纤维碳、碳纳米泡沫。碳同素异形体指的是元素碳的同素异形体,即纯碳元素所能构成的各种不同的分子结构。  同素异形体是指由同样的单一化学元素组成,因排列方式不同,而具有不同性质的单质。同素异形体之间的性质差异主要表现在物

青岛能源所等新型石墨炔储能材料研究获进展

  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

我国科学家构建出新型人工碳晶体

记者从中国科学技术大学获悉,该校朱彦武教授研究团队通过对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入,在常压条件下构建了C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体,并实现了其克量级制备。1月12日,研究成果发表于国际学术期刊《自然》。 朱彦武教授介绍,“这里的长程有序多孔碳晶体,微观上具有多孔特征但完整保留了晶

石墨炔能源存储材料方面取得系列进展

  碳素材料与人类生活密切相关,而石墨炔类材料是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后,一类全新的碳素材料。在结构上讲,它是目前唯一一类通过化学法合成的,同时含有sp和sp2(分别表示两种不同的原子轨道杂化方式)两种杂化形式碳,并具有中国知识产权的二维平面全碳材料。从性能上看,石墨炔类材料具有大的共轭体系、

石墨炔掺杂提升钙钛矿电池性能研究获进展

作为继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后的一种新型全碳纳米结构材料,石墨炔具有丰富碳化学键、大共轭体系及宽面间距等特性以及优良化学稳定性,被誉为“最稳定的一种人工合成二炔碳同素异形体”。石墨炔独特的结构特性,使其与无机纳米粒子、有机聚合物、染料分子等发生相互作用或键合,表现出独特电子转移增强特性,在信息技

大富科技拟出资6亿合资开发石墨烯项目

  今日公告,公司拟与瑞盛新能源共同出资组建合资公司,以合资公司为平台,共同开展石墨烯等产品的生产、研发及销售的项目合作。大富科技以6亿元现金向合资公司出资,瑞盛新能源拟以其拥有的与石墨应用相关的专利、非专利技术、无形资产、股权、机器设备等资产和权益向合资公司出资。瑞盛新能源在合资公司的持股比例为5

中国科大提出全新内嵌金属富勒烯形成机制

  中国科学技术大学教授杨上峰课题组合成了两种新型的基于过渡金属钒的内嵌金属富勒烯,结合这两种分子结构上的关联性,提出一种全新的内嵌金属富勒烯形成机制——自驱动单原子碳注入机制,在内嵌金属富勒烯领域取得新进展。研究成果近日发表于美国《国家科学院院刊》。审稿人认为,“这两种金属富勒烯的结构很新颖”。 

中国科大开发富勒烯的新应用取得进展

10月9日,国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)在线发表了中国科学技术大学教授杨上峰课题组在富勒烯的新应用方面的研究成果,文章标题为Stabilizing black phosphorus nanosheets via edge-selective bon

Ponzi实现开孔富勒烯选择性硝化的研究

  多硝基富勒烯作为一种潜在的含能材料具有重要的研究价值。人们在多硝基富勒烯的合成探究中,逐渐发展了利用发烟硝酸、四氧化二氮(N2O4)等试剂来实现富勒烯硝化产物制备的合成方式,然而由于难以控制富勒烯骨架上硝化反应发生的位点以及硝基重排反应的存在,具有精确结构的多硝基化合物的合成一直是一个难题。Po

AS:高效稳定非富勒烯太阳能电池制备新途径

  当前,高效率的有机太阳能电池多基于非富勒烯受体。随着研究深入,新的非富勒烯受体分子被不断设计合成,相应的器件效率也在提升。而器件的稳定性尚未达到商业化要求。已有研究报道了非富勒烯受体分子结构与器件效率之间的关系,而关注非富勒烯受体分子结构与器件稳定性之间关系的工作相对较少。探索受体分子结构与器件

福建物构所合成出富勒烯型钛氧团簇

  具有“富勒烯”结构类型的高对称性纳米团簇一直是科学家们所追寻的明星分子。作为TiO2光催化材料的结构与性能模拟分子,多核钛氧团簇也成为最近国际研究的一个热点。但是,目前已知的钛氧簇分子的结构对称性都较低,高核高对称性钛氧簇的合成与表征仍然是一个极具挑战性的课题。  中国科学院福建物质结构研究所结

“内嵌富勒烯”材料为什么这么贵?一克一亿英镑

  近日,英国《每日电讯报》网站报道,牛津大学的碳材料设计公司在生产“内嵌富勒烯”材料。该公司以2.2万英镑卖出了第一批200微克的“内嵌富勒烯”材料,相当于每克价值1亿英镑。有媒体将之称为世界最贵材料。  “内嵌富勒烯”材料为什么这么贵?  富勒烯是在石墨、钻石之后被发现的单质碳的第三种同素异形体