Byl objeven nový typ atomového tenkého uhlíkového materiálu

Struktura nové uhlíkové sítě. Horní diagram ukazuje vazbu atomů uhlíku, tvořící čtverce, šestiúhelníky a osmiúhelníky. Dno je mřížkový obraz získaný mikroskopem s vysokým rozlišením. Půjčka: University of Marburg, Alto University

Uhlík existuje v různých formách. Kromě diamantu a grafitu byly nedávno objeveny koně s úžasnými vlastnostmi. Příklad: grafenJedná se o tenký materiál známý svou tloušťkou pouze jedné atomové vrstvy, díky svým neobvyklým vlastnostem je velmi zajímavým kandidátem pro projekty, jako je budoucí elektronika, high-tech inženýrství. V grafenu každý uhlík atom je spojena se třemi rovinami, tvořícími šestiúhelníky uspořádané do sítě buněk. Teoretické studie ukázaly, že atomy uhlíku mohou být uspořádány v jiných plochých mřížkových formách, zatímco se spojují se třemi sousedy současně, ale žádná z těchto předpovězených sítí dosud nebyla realizována.

Vědci z německé univerzity v Marburgu a finské univerzity Alto nyní objevili novou uhlíkovou mřížku, která je atomicky tenká jako grafen, ale sestává ze čtverců, šestiúhelníků a osmiúhelníků, které tvoří mřížku. Potvrdili jedinečnou strukturu sítě pomocí skenovacího mikroskopu s vysokým rozlišením.Je zajímavé, že její elektronické vlastnosti jsou velmi odlišné od vlastností grafenu.

Na rozdíl od jiných forem grafenového uhlíku má nová bifenylenová síť, jak se novým materiálům říká, kovové vlastnosti. Úzké pásy 21 atomů, široké pouze 21 atomů, se již chovají jako kov, zatímco grafen je polovodič této velikosti. „Tyto pásky lze použít jako vodiče v budoucích elektronických zařízeních na bázi uhlíku.“ řekl Michael Gottfried, profesor na univerzitě v Marburgu, který vede tým, který tuto myšlenku vyvinul. Hlavní autor studie, Qitang Fan z Mitburgu, pokračuje: „Tato nová uhlíková mřížka by také mohla sloužit jako vysoce kvalitní anodový materiál v lithium-iontových bateriích s větší kapacitou pro ukládání lithia než v současné době materiály na bázi grafenu.“

Tým Alto University pomohl vizualizovat materiál a dešifrovat jeho vlastnosti. Tým profesora Petera Lilgerota provedl mikroskop s vysokým rozlišením, aby ukázal strukturu materiálu, zatímco vědci pod vedením profesora Adama Fostera provedli počítačové modelování a analýzu, aby porozuměli elektrickým vlastnostem materiálu.

Nový materiál je vyroben spojením molekul obsahujících uhlík na velmi hladkém zlatém povrchu. Tyto molekuly nejprve tvoří řetězce skládající se ze spojených šestiúhelníků, následná reakce spojuje tyto řetězce dohromady za vzniku čtverců և osmiúhelníků. Charakteristickým rysem řetězů je, že jsou chirální, což znamená, že existují ve dvou typech zrcadel, jako je levá a pravá ruka. Na povrchu zlata jsou smontovány pouze řetězy stejného typu, které před spojením vytvářejí přehledné sestavy. To je důležité pro tvorbu nového uhlíkového materiálu, protože výsledkem reakce mezi dvěma různými typy řetězců je pouze grafen. „Nová myšlenka spočívá v použití molekulárních prekurzorů, které byly upraveny tak, aby místo grafenu získaly bifenylen,“ vysvětluje Lingao Yang, který na univerzitě v Alartu prováděl experimenty s mikroskopem s vysokým rozlišením.

Týmy v současné době pracují na výrobě větších listů materiálu, aby dále prozkoumaly potenciál jeho využití. „Jsme však přesvědčeni, že tato nová metoda syntézy povede k objevení dalších nových uhlíkových sítí.“ řekl profesor Lilgerot.

Odkaz. „Bifenylenová síť. Nonbenzene Carbon Allotrope: Qitang Fan, Linghao Yan, Matthias W. Tripp, Ondrej Krejcí, Stavrina Dimosthenous, Stefan R. Kachel, Mengyi Chen, Adam S. Foster, Ulrich Koert, Peter Liljeroth a J. Michael Gottfried, 21. května 21 Věda:,
DOI: 10.1126 / science.abg4509:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.