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-     

动手做一个碳60分子模型

获得诺贝尔奖的重要发现 碳60是晶状炭单质的第三种形态——群集态。虽然很久以前在宇宙光谱中就发现了它,但是在地球上有没有呢?有人曾武断否定,“从X射线衍射分析可知,碳只有金刚石和石墨两种同素异形体,无定形炭都是纯度不等的石墨物质”。 1985年人们在宇宙尘埃质谱图上确认质荷比720峰就是碳60     

碳纳米材料可能损害脑组织

美国研究结果显示,布基球结构的碳纳米微粒会损害鱼的脑部。这是研究人员首次找到纳米微粒可能给水生物种造成毒副作用的证据,它在美国挑起了新一轮纳米技术利弊之争。在研究中将9条年幼的黑鲈鱼放入容量10升的鱼缸内,让其接触水溶性碳60。碳60是由60个碳原子组成的碳同素异形体,呈现为类似微型足球的笼状结构,这种结构又称布基球,其直径通常只有人头发丝的几千分之一。48小时后对这些鱼脑组织样本的分析发现,它们脑部所受损伤比处于不含碳60的清水中的黑鲈要严重17倍。损伤主要表现为脂质的过氧化反应,它能导致脂质分解,削弱细胞膜正常功能…     

科学家们发现一种新的碳分子

美国亚利桑那大学的物理学家达罗·霍夫曼和德国核物理研究院的博根·克罗奇迈尔最近共同发现了一种新的碳分子。这种碳分子由60个碳原子构成,这60个碳原子相互连接成近似球形的32面体。众所周知,碳是最普通的元素,它与其他元素形成的化合物是地球上最常见的物质。过去,人们仅知道有2种形式的纯碳,一种是石墨,另一种是金刚石。这次两位科学家创立了一种大量生产新型碳分子的简便方法,他们首先将石墨棒放入一个密封的容器,然后抽干容器中所有的空气,再使电流通过石墨棒,电     

C_(60)Langmuir-Blodgett膜的扫描隧道显微镜研究

碳60(又称巴基球,以下简写为C_(60))是1985年由美国科学家发现的碳元素的第三种同素异形体,其分子由60个碳原子组成,在常温下是一种稳定的分子晶体。根据分析测定,C_(60)分子为由20个正六边形和12个正五边形组成的空心立体结构(见图1),形状酷似足球,其中每个碳原子均含两个单键和一个双键。     

碳-60新材料及其纳米结构特点

不少科学家最近将他们的注意力转向碳-60。这一方面是由于碳-60在结构上意义极不寻常,它是金刚石和石墨以外的第三种碳的结晶形式;另一方面是由于碳-60类材料在     

乌鸦窃食分亲疏

华盛顿大学的研究人员发现了一种乌鸦,它们在偷窃另一只乌鸦的食物时会本能地改变行为,前提是另一只乌鸦是其亲属。当西北鸦试图从其亲属处偷窃食物时,它会采取一种消极的做法;而当它想偷窃与其没有亲属关系的乌鸦的食物时,它会变得很积极。据信,这是迄今为止第一次发现鸟类存在这种行为模式。     

臭氧，功过参半的“卫士”与“杀手”

提起臭氧,我们并不陌生,它是氧气的一种同素异形体,比氧气（O2）多含 1 个氧原子（O）, 化学分子式写作“O3”。在万米高空,臭氧吸收紫外辐射,是保护地球生灵的“卫士”,而在我们生活的近地面大气层,臭氧又是危害人类健康的“隐形杀手”。下面,让我们一起来了解臭氧这个功过参半的“卫士”与“杀手”。     

石墨烯及其应用

正距成功制备石墨烯已近十年,全球对石墨烯的研究热度却依然不减,仅在Nature和Science上发表的与石墨烯相关的论文就有数十篇之多。自从1985年富勒烯C_(60)~([1])和1991年碳纳米管(carbon nanotube,CNT)~([2])被发现以来,碳纳米材料的研究成为了材料领域的研究热点,世界各国研究人员对它们怀有极大的兴趣。虽然碳的三维(石墨和金刚石)、零维(富勒烯)和一维(碳纳米管)同素异形体相继被发现,但长期以来,科学界一直认为二维晶体由于热力学     

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.     

人择原理及其提出的问题

《人择原理及其提出的问题》是一篇饶有兴味的文章,它不仅对本刊曾刊出狄拉克的“大数假说”(3卷7期)一文提出了另一种解释,而且它从另一角度提出了我们人类认识客观世界的某种局限性。“人择原理”这一学说的提出看来不仅有其科学意义,还更有其哲学意义,值得一读。     

英国发现罕见“雌雄同体”蝴蝶

据英国每日邮报报道:从一側翅膀是粉红色而另一側翅膀则是白色这一事实,人们应该能很容易地猜出这种蝴蝶的名称。然而,这是一种极其罕见的"人妖"蝴蝶,它生来就一半是雄性特征、一半是雌性特征(雌雄同体)。     

趣味科普问答

砂糖的另一种作用 问:为什么砂糖能像它在果酱中那样充当防腐剂呢?这就意味着它有某种能破坏生命的性质,但令人感到不解的是,砂糖(蔗糖)是由果糖和葡萄糖合成的二糖,人体正是从食物中摄取它来获得新陈代谢的能量。这又表示它应该是“亲微生物”的。那么砂糖真的能够在消毒工作中扮演抗菌剂的角色?     

洋葱状分子结构的富勒烯

一位正在研究最近发现的管状碳分子结构的科学家意外地制备出了这种常见元素的另一种形态——洋葱状富勒烯。瑞士洛桑联邦综合工科大学的电子显微学家丹尼尔·乌加特发现,在强烈的高能电子束作用下,煤烟将转变成多层球面的套叠结构。在被称为富勒烯的中空全碳分子的发展过程中,这种洋葱状结构代表着一个最新的转折点,同时也是对石墨代表着碳的最稳定结构这种观念的一次挑战。电子显微学家是用电子束而不是用光来勾勒他们的样品的。但是     

能致冷,也能加热的电冰箱

法国某物理学家早在150年前就发现了一种现象,即在两种不同导体的焊接处,一种金属变热。另一种却变冷。这就是人们所熟悉的热电现象。日内瓦的物理学家设计了一种不寻常的电冰箱,它基于这种热电原理,可使冰箱中的产品冷却到-5°。而热电现象的另一方面在这里也得到运     

Ni-V(镍-钒)催化剂结构的EXAFS研究

CO_2加氢甲烷化是碳1化学中的重要课题,我们在研究中发现,在SiO_2载体上,当Ni中加入了第四周期其它过渡金属元素后,还原得到两种类型的双金属催化剂,一种是合金型催化剂,另一种是镍——金属氧化物型催化剂。第二类型催化剂,可在较低温度下具有活性,如镍     

谈谈干扰素

本世纪三十年代,有几位研究人员曾描述过病毒干扰现象,即一种病毒对动物的感染因某种原因似乎能保护该动物使其不会再受另一种病毒的感染。1957年,伦敦国立医学研究所的研究人员发现了一种病毒干扰因子。这是由接触到病毒的细胞释放出来的一种蛋白质,它给予其他细胞以抵抗病毒感染的能力。他们把这种蛋白质称为干扰素。这种蛋白质并不直接对抗某种病毒,而是保护细胞不受许多种病毒的侵犯。而且它还能作用于许多不同的细胞活动,这似乎表明它具有某些治疗能力。因为这是一种天然的细胞产物,所以只要用量适当,其安全性可能会超过大多数新的实验药物。但是细胞分泌的干扰素的量极少,并且极难纯化,所以多年来一直难以积累到足量的干扰素,以供有效的临床试验之用。     

高浓碳-13标准品的质谱分析

不久前作者测准了一种天然碳-13丰度的碳酸钡试剂,今进一步检测一种含约90原子％~(13)C的标记碳酸钡试剂。通过稀释法求得质谱计的质量歧视校正系数,从而能确定这一试剂的碳-13丰度,可用来标定有关仪器。     

数码化的思想——用脑操纵机器的梦想与现实

美国杜克大学神经工程中心一间实验室正有些不得了的事情在发生。不过,这件事在一开始时很难看懂它是什么:一只机械臂从一边摆到另一边,动作栩栩如生,就好像它试着从空中抓住隐形苍蝇一样。这只机械     

碳微管能用来储存氢气吗?

自从发现碳微管 ,1 0年来它已经成为微型材料领域的宠物 ,被寄予厚望。科学家们把这些分子级的石墨管想象成一把开启超新技术大门的钥匙 ,例如超强度合成材料或微型电器。有一个具争议性的可能用途是把这些碳微管用作存储氢的介质。氢气被认为是一种理想的未来燃料 ,它质轻 ,来源充足 ,氧化产物 (水 )无毒 ,氢气和氧气在燃料箱内反应可产生电能。如果氢气燃料能被用作车辆燃料 ,则大气污染将大大降低 ,而我们对进口石油的依赖也将大大降低。但要做到这一点 ,氢气燃料必须能够被安全、有效、微型和经济地储存在汽车里。这是一个最头疼的问题 …