中国科大构建出新型人工碳晶体-动态

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1月12日，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。电荷注入技术为构建这类碳基晶体材料提供了一种拼‘乐高’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。”《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。”

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，比如大众熟知的石墨、金刚石等，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，引起了广泛的关注与研究热潮。朱彦武团队长期致力于发展新型碳材料的规模化制备技术。早在2011年，团队成功地将石墨烯片层重构成为兼具高比表面积、高电导率和负曲率结构的“活化石墨烯”，作为超级电容器电极材料表现出优异性能，该研究成果曾发表在《科学》上。此后，团队进一步探索了“活化”方法的普适性。

在此次研究中，该团队创造性地使用氮化锂对富勒烯碳60分子晶体进行电荷注入，并在温和温度下进行热处理，最终得到大量的碳60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体。据介绍，这种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。电荷注入技术为构建这类碳基晶体材料提供了一种拼“乐高”积木式的制备方式，有望成为在原子级精度上调控晶体结构的新手段。

接下来，该团队将系统地研究长程有序多孔碳基晶体的性质，期望通过精细调节实验参数进一步调控晶体的原子级结构特征，探索更多的性质和应用。记者 祁琳

关键词： 长程有序 研究成果 晶体结构