成功合成石墨炔！“下一代奇迹材料”填补了碳材料科学空白
- 2022年05月25日 09:18:22来源：化工仪器网作者：羊舌木点击：4247
【化工仪器网 项目成果】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，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。
自1990年来，科学家们一直致力于发展新的方法合成新的碳同素异形体，探索其新的性能，先后发现了富勒烯、碳纳米管和石墨烯等新的碳同素异形体，并成为国际学术研究的前沿和热点，形成了交叉科学的独立研究领域。但石墨炔领域并没有石墨烯发展得顺利，经过数十年的理论研究和实践，科学家只创建出几个石墨炔片段。
根据sp2、sp3和sp杂化碳(或碳原子与其他元素结合的不同方式)及其相应键的利用方式，可采用不同的方式构建碳同素异形体。由于sp杂化态形成的碳碳三键具有线性结构、无顺反异构体和高共轭等优点，人们一直渴望能获得有sp杂化态的新的碳同素异形体，并认为该类碳材料具备优异的电学、光学和光电性能而成为下一代新的电子和光电器件的关键材料。
炔烃复分解是一种有机反应，需要重新分配或切割、重整炔烃化学键(一种具有至少一种碳—碳三重共价键的碳氢化合物)。美国科罗拉多大学博尔德分校化学系教授张伟团队使用炔烃复分解过程以及热力学和动力学控制，成功地创造出以前从未实现的成果：一种可与石墨烯的导电性相媲美但可控的材料，即石墨炔。石墨烯和石墨炔之间有很大的区别，而石墨炔有望成为“下一代奇迹材料”。
该成果填补了碳材料科学长期存在的空白，或为电子、光学和半导体材料研究开辟全新的途径。而研究团队会进一步研究其特定细节，包括如何大规模创建材料以及如何对其进行操作。他们也将继续尝试从多个维度探索这种新型材料，包括实验和理论，从原子级到真正的设备，这些努力将有助于弄清楚该材料的电子传导和光学特性如何用于锂离子电池等工业应用。
(资料来源：科技日报)
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