富勒体——未来的碳素材料

地球上没有任何一种元素能像碳这样由单一元素而能形成外观千变万化、性能千差万别和用途多种多样的制品。单就同素异形体而言,就有金刚石、石墨和咔(口宾)等,富勒体(fullerite)则是新发现的第四种。它是由60个碳原子构成的具有笼形结构的碳簇,又名足球烯(footballene)、英式足球碳簇(soccerball-clus-     

硝基苯类C_(60)衍生物的合成研究

C_(60)及富勒烯族化合物的研究代表了当前新理论和新材料研究的新潮流.自从1990年Kr(?)tschmer等人利用电弧法获得宏观量C_(60)以来,C_(60)的研究已取得了重大进展.人们通过各种各样的化学反应方法,将许许多多功能不同的取代基引入到C_(60)球体结构中,合成了一系列C_(60)有机衍生物.C_(60)分子的足球状微观结构决定其固体微粒具有较高的耐压强度,作为碳元素的一种单质,C_(60)本身可以作为火箭推进剂的添加剂.如果能给C_(60)分子中引入多硝基苯基等含能基团,将会得到一种新型的笼状含能材料添加物.本文通过硝基苯类叠氮化与     

新型碳纳米管的研究

在电弧法制备富勒烯(C_(60),C_(70)等)的过程中,也产生了石墨的、纳米尺寸的管状物(碳纳米管).碳纳米管的发现大大地开拓了碳纤维的研究领域.碳纳米管(直径约为2—20nm,长度约为几微米)是一种新型低维材料.它引起了物理学家、化学家的极大兴趣.自从碳纳米管发现以来,有关碳纳米管的工作已有不少报道.理论研究指出碳纳米管的电子特性和它们     

单根碳纳米管的“基因”编辑

<正>碳元素在自然界中分布广泛,“有机碳”构成有机物和生命体的分子骨架,“无机碳”可形成立方结构的金刚石和六方结构的石墨.以石墨六元环为基本单元,还可组成多种低维碳纳米材料,如零维富勒烯、一维碳纳米管和二维石墨烯、石墨炔等.碳纳米管是日本科学家饭岛澄男于1991年在透射电子显微镜(TEM)下发现的[1].碳纳米管的直径为纳米尺度,     

Polyimide辐照效应的紫外及可见光谱研究

聚酰亚胺(polyimide)是一种电绝缘特性极好的热稳定芳香族聚合物,也被用作光致抗蚀剂.现已发现经过适当剂量的离子注入之后,聚酰亚胺的电导率能提高约20个量级,达到半导体水平.作为抗电磁辐射封装材料和温敏材料,聚酰亚胺已受到广泛瞩目,被公认是一种值得重视的新型功能材料.近年来的研究已经表明:聚酰亚胺改性层电导率的提高与其内部类石墨相的形成存在密切的联系.本文通过紫外及可见光谱研究了注入过程中聚酰亚胺的结构变化,以期对其中类石墨相的形成有一个较深入的了解.     

无定形碳的激光等离子体质谱

自Smalley等人发现C_(60)并根据质谱研究,认为它具有足球形的完美空心结构以来,碳原子簇的激光产生与研究已成为化学界一个十分热门的研究课题。我们在自建的脉冲激光离子源飞行时间质谱计上,观察到碳原子簇正负离子的质谱,而且也发现C_(60)~+在原子簇正离子中具有突出的信号强度。然而以上研究都以石墨为样品,而石墨本身就具有十分有序的六边形层状结构。因而,由激光作用于石墨产生的碳原子簇,可能主要是石墨的碎片。为了更深入地     

中温烧结SBN铁电陶瓷的制备与性能

在压电陶瓷领域中,钨青铜结构的铌酸盐是最优秀的铁电材料之一.单晶铁电钨青铜结构中铌酸盐具有优良的电光性能,Van Damme报道Sr_xBa_(1-x)Nb_2O_6陶瓷有类似于单晶的性能,Kimura研究了KSr_2Nb_5O_(15)铁电材料,探讨了其Curie温度和介电常数与显微结构的关系.本文报道的Sr_(1-x)Ba_xNb_2O_6(SNB)可用来做电容器材料,有介质电系数高、容量随温度变化小、介质损耗小、绝缘电阻高等优点.较之以前报道过的此类材料各项参数均有显著的改进.     

细菌叶绿素c分子单体结构的STM研究

利用扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscopy, STM)研究了细菌叶绿素c在石墨(HOPG)表面的自组装结构. 研究发现, 与叶绿素a, c 以及细菌脱植基叶绿素c, d分子通常形成的二聚体结构相比, 细菌叶绿素c的结构有其特点. 细菌叶绿素c分子在石墨表面自组装, 形成了大范围的二维有序结构. 分子以单体而非二聚体形式存在. 分析认为, 此差别与实验中以极性较强的甲醇做溶剂, 并且分子与石墨基底间的作用力在自组装过程中占主导地位有关.     

碳纳米管合成问答

碳元素的革命已经发生——碳原子可以被诱导形成多种表面结构,使材料具有独特性能。纳米管是这种创新的先锋,而且处于下一代合成材料多功能元件开发的项端——为何我们需要合成材料?合成材料由2种或者2种以上的材料组成,能将单一材料所缺乏的性能按需加以组合。例如,纤维增强合成材料的结构,通常包括一种软基质物质(一般为聚合物),     

透过纳米管

成族的最新成员、世界上最小的试管──纳米管，比其他任何已知的物质都要坚硬．在电子工业中有着潜在的应用价值。1991年夏天，“足球热”（巴基球）曾一度席卷整个化学领域。就在前一年，亚利桑那和海德堡的研究工作者发现了制得可供观察和保存量的富勒佛──有名的、足球形的60个原子的碳分子的方法。当时一场碳科学的革命眼见得就要兴起。自首次发现痕量C60以来已有6年，世界各地的化学工作者都极想熟悉这种碳的新的存在形式，它毕竟是科学上已知的、工业上很有用的两种材料——石墨和金刚石的第三个“同胞”。筑波日本电气公司研究所…     

华裔科学家发现最强物质竞比钻石还坚硬

铅笔石墨中一种叫做石墨烯的二维碳原子晶体，竟然比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。这种物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣，甚至还为“太空电梯”超韧缆线的制造打开了一扇“阿里巴巴”之门，能让科学家梦寐以求的23000英里长的太空电梯在不久的将来成为现实!     

自支撑WS_2/碳纤维复合材料的静电纺丝制备及其作为锂离子电池负极材料的应用

正过渡金属硫族化合物(TMDs)MX2(M=W,Mo,V;X=S,Se,Te)作为一种典型的类石墨二元层状化合物,近年来被广泛用作锂离子电池负极材料.与石墨相比,MX2具有更大的层间距,更有利于锂离子的快速嵌入和脱出,同时具有更大的理论比容量,是一种很有潜力的锂电负极材料.本课题组利用静电纺丝技术一步法制得了WS2单层或少层纳米     

能划伤钻石的玻璃材料问世

<正>近日,中国材料科学家在对各种形式的碳进行实验并创造出了一种坚硬到可以划伤钻石表面的玻璃。这种透明材料具有不可思议的强度,还可以作为半导体。这为光伏领域带来了一些令人期待的可能性。这种被称为"AM-Ⅲ"的新材料和钻石有一些相似之处,因为它主要由碳原子构成。但钻石的原子和分子排列是完美的晶格结构,而AM-Ⅲ的原子和分子排列不整齐,结构更加混乱,     

低维量子材料的研究进展

许多新奇的量子效应可以在一些特殊的材料中被观察或者观测到，这一类材料是量子效应的载体，被称为量子材料。对量子材料的研究正在引领新的技术革命，是多个研究领域的前沿热点方向。由于低维材料中电子与电子之间的关联性和电子明显的限域效应，其中存在着丰富且奇妙的量子效应或者行为。文章主要从材料中的量子效应出发介绍了影响量子材料基本特性的几种机理，并着重介绍了几种低维量子材料(拓扑绝缘体、石墨烯、硅烯、锗烯)的发展历程、发展现状和目前所面临的挑战。     

C60晶体的电子辐照行为

C_(60)是异于石墨和金刚石的碳的第三种同素异形体,具有由20个六边形环和12个五边形环组成的足球式结构.自从1990年Kr(?)tschmer在实验室成功地常量制备并纯化C_(60)原子团簇以来,其奇异的结构和潜在的应用价值引起了人们的极大兴趣.C_(60)晶体在室温下为面心立方(fcc)结构,即一个足球状的C_(60)分子占据fcc的一个晶格位置,其晶格常数a=1.417nm.但是,目前人们对C_(60)晶体结构的稳定性还知之甚少.本文主要研究C_(60)晶体在电子辐照下的结构变化.     

群试验的一个界限

已知一个集合,有n个元素,其中有d个是坏的,一个试验,可用来辨别一个元素的好坏试验还可对一个子集的诸元素同时进行,称为群试验,其结果有两种可能:该子集是好的,意指它的元素都好;该子集是浑的,意指它至少有一个坏元素,要试验多少次才能把这d个坏元素都找出来呢?用M_T(n,d)表示试验方法T所需的试验次数之极大值,定义M(n,d)=     

珍贵的宝藏

金子和钻石熠熠生辉极,受重视价,格也都很昂贵。这是地球上最昂贵的两种东西它,们有一个共同点都:是元素。金是一种元素你,也许不会感到惊奇它,毕竟是一种金属但,钻石呢?虽然它不在元素周期表上,但它同样是一种元素。它是把一块碳元素埋藏在高压下经,过数千万年后形成的。     

早期宇宙也许不仅仅含有轻物质

早期宇宙之火球是否形成了比常人所想象的要精彩得多的宇宙世界?一个德国天文物理学家,对早期宇宙仅产生氢、氦、锂三种元素的设想提出挑战,他认为这一时期也有较重的元素生成,比如碳元素。     

石墨炔负载金属原子催化剂研究进展

金属原子催化剂实现了原子百分之百利用率,具有高选择性和高活性等特点.但由于单个原子表面能大,容易团聚成纳米颗粒,稳定金属原子催化剂的制备对基底提出了较高的要求.石墨炔的特殊结构使其成为一种潜在的金属原子催化剂载体.石墨炔是一种由sp~2和sp杂化碳原子共同组成的新型碳的同素异形体.由于碳碳三键具有线性、无顺反异构和高共轭性等优点,使得石墨炔具有类似石墨烯的二维平面结构,同时具有高导电性、高比表面积、结构稳定等优异性质.石墨炔结构中的sp杂化碳原子能与金属原子形成强的共价键,从而使金属单原子能稳定存在石墨炔结构中;因此石墨炔是一种理想的金属原子催化剂载体.本文从石墨炔负载金属原子催化剂的结构出发,论述了石墨炔负载金属原子催化剂的研究进展,包括石墨炔负载金属原子催化剂的结构、制备方法、表征手段,重点论述了石墨炔负载金属原子催化剂在电化学催化领域的理论和实验进展.实验证明石墨炔负载的贵金属(Pt和Pd)原子催化剂以及过渡金属原子(Ni和Fe)催化剂都具有优异的电化学催化活性和循环使用性能.     

双掺(铜、铈)KNSBN晶体生长及高反射率自泵浦相位共轭的测量

钾钠铌酸锶钡(KNSBN)晶体是目前几种重要的光折变铁电晶体材料之一.KNSBN晶体不仅具有优异的光折变性能,而且与其它光折变晶体材料相比有许多优点,如:(1)易生长较大的单晶;(2)无孪晶,无90°畴,易极化、加工;(3)可以在较大固熔体范围内进行单晶生长,生长组分可调节;(4)易进行不同元素掺杂等.近些年来,人们对不同组分、不同元素掺杂