我科学家构建出新型人工碳晶体******
日前,中国科学技术大学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日凌晨,该研究成果发表于国际学术期刊《自然》。
碳是自然界最常见的元素之一,碳原子之间通过不同排列方式,能够形成多种结构,比如我们熟悉的石墨、金刚石和无定型碳,已经广泛应用于各个领域。
近年来,富勒烯、纳米碳管、石墨烯和石墨炔等新型碳材料的发现和发展,得到了广泛关注,并引发研究热潮。“如果我们可以在一个晶体结构中引入纳米单元,例如用富勒烯、石墨烯等作为基本结构单元代替普通晶体中的原子,像搭积木一样‘搭建’出新型碳材料,可能会发掘更多新奇性质,发挥更大应用潜力。”朱彦武说。
此前,对于制备这类新型碳材料,研究人员要么是利用高温高压等极限条件,要么是采用紫外光、电子束辐照等微观处理技术,但其产率较低、产物不纯,阻碍了人们对该类材料的性质与应用进行更深入探索。
在此次研究中,朱彦武团队创造性地使用氮化锂对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入,并在温和温度下进行热处理,最终得到大量的C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体。
值得注意的是,团队通过基于机器学习和神经网络势函数的结构搜索结果进一步表明,长程有序多孔碳基晶体代表了一大类从富勒烯分子晶体到石墨类碳晶体转变过程中的亚稳态晶体结构。
“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体的宏观周期性,是一类新的人工碳晶体,未来可能在能量存储、离子筛分、负载催化等领域具有潜在应用。电荷注入技术也为构建这类碳基晶体材料提供了一种搭积木式的制备技术,有望成为在原子级精度上调控晶体结构的新手段。”朱彦武介绍。
《自然》审稿人称:“论文中给出的结果令人信服,对晶体学和材料科学领域具有重要意义。”(记者丁一鸣、通讯员王敏)
第24届哈尔滨冰雪大世界:-30℃松花江面上开始采冰******
中新网哈尔滨12月7日电 (记者 王琳)“大雪日,挂红灯,松花江上采头冰。”7日是中国二十四节气大雪,第24届哈尔滨冰雪大世界的采冰工作全面展开,数百名采冰工人和上百辆运冰车在-30℃的松花江面上忙碌作业。
采冰人将冰块拖出江面 哈尔滨冰雪大世界供图哈尔滨位于高寒地区,拥有“冰城”美誉,采冰造景的习俗传承百年。随着气温不断下降,松花江哈尔滨段的冰层加厚,接连降雪为江面盖上了厚厚的“棉被”,采冰汉子喊着号子“出征”了。
为保证哈尔滨冰雪大世界足够的优质冰源供给,每天有数百名采冰人和上百辆运冰车参与到采冰工作中。12月份的松花江江面温度接近-30℃,冒着严寒的采冰人却热情不减。
采冰人在封冻的江面上划线 哈尔滨冰雪大世界供图采冰现场,采冰人先将冰层上的积雪、杂冰等清理干净,随后用冰锯进行划线切割,然后按照标准尺寸用“冰镩子”开冰,最后将一块块晶莹剔透的冰块缓缓拉出水面,按照固定规格切割装车,驾驶运冰车、叉车、铲车,将冰块源源不断运往验冰场。
工人将冰块装载上运冰车 哈尔滨冰雪大世界供图作为世界知名冰雪景观,哈尔滨冰雪大世界对景观建设的用冰要求极高,坚持在松花江水流最缓、水质最清、冰层透明度最高的江段采冰。从采冰、运冰、验冰到施工各个环节都需严格把控,只有洁净结实、透明度高、厚度适中的优质冰块,才能用于景观建设。
运冰车前往验冰场 哈尔滨冰雪大世界供图据悉,第24届哈尔滨冰雪大世界园区面积81万平方米,用冰量10万立方米,用雪量5万立方米,将为游客打造美轮美奂、异彩纷呈的冰雪欢乐世界。(完)
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