非同寻常的碳:一种新型的晶体石墨

加入我们的科学爱好者社区!

纯碳可以呈现多种形式。金刚石、碳纳米管和石墨烯——后者是2010年诺贝尔物理学奖的主题——都具有独特的物理和化学性质以及在技术上的应用。现在越来越多的证据表明,碳的奇迹目录中又增加了一种晶体结构:一种材料,它可以在机械部件中找到应用,这些部件的硬度根据其承受的压力而变化。

这种新型碳最早于2003年被观察到,当时研究人员将石墨(一种堆叠的鸡网状碳原子网络)在室温下置于高压下。在这种“冷”压缩下,石墨开始呈现出介于石墨烯和金刚石之间的混合形式,但其确切性质尚不清楚。

现在的两项计算机模拟研究表明,冷压缩石墨除了另一种称为M碳的类型外,还包含一种称为体心四方(bct)结构的晶体。在bct中,四个原子一组排列成正方形。这些正方形以偏移的方式堆叠,每个正方形与上下层中的四个正方形形成化学键。由中国天津南开大学王慧田领导的一个团队表明,在冷压缩过程中,向bct碳的转变会导致能量释放,这意味着它很可能在现实世界中发生。


关于支持科学新闻

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。


一个日本和美国团队也进行了一项模拟,其中bct碳产生了与2003年研究中看到的类似的X射线图谱。斯坦福大学的Wendy L. Mao说,模拟与实验之间的匹配非常好,她是2003年发现的一部分。bct碳是否存在或能否以纯粹形式合成“仍然是实验人员需要测试的任务”。

© . All rights reserved.