站长之家 - 业界 2022-05-13 18:30

俄罗斯科学家合成了一种基于富勒烯分子的新型超硬材料

俄罗斯科学家已经合成了一种含有钪和碳的新型超硬材料。它由聚合的富勒烯分子组成,里面含有钪和碳原子。这项工作为未来研究富勒烯基超硬材料指明了方向,使其成为光伏和光学设备、纳米电子学和光电子学元素、生物医学工程作为高性能造影剂等方面的潜在候选材料。该研究报告发表在《碳》杂志上。

近四十年前,被称为富勒烯的新型全碳分子的发现是一个革命性的突破,为富勒烯纳米技术铺平了道路。富勒烯具有由五边形和六边形组成的球形,类似于足球,而且富勒烯分子的碳框架内的空腔可以容纳各种原子。这种技术将金属原子引入碳框架,诱发内面体金属富勒烯(EMF)的形成,由于其独特的结构和光电特性,在技术和科学上非常重要。

来自俄罗斯国立科技大学(NUST)MISIS、超硬和新型碳材料技术研究所以及Kirensky物理研究所FRC KSC SB RAS的一个研究小组首次获得了含钪的EMF并研究了其聚合过程。聚合是指非结合分子连接在一起形成化学结合的聚合材料的过程。大多数聚合反应在高压下可以以以较快的速度进行。

研究人员在使用高频电弧放电等离子体从碳凝结物中获得含钪富勒烯后,将其置于金刚石砧板电池中,这是用于制造极高压力的最通用和最流行的设备。

"我们已经发现,客体原子促进了聚合过程。钪原子通过碳键的极化完全改变了富勒烯的结合过程,从而导致其化学活性的增加。国立科技大学MISIS无机纳米材料实验室的高级研究员Pavel Sorokin说:"所获得的材料比原始聚合富勒烯的硬度低,它更容易获得。"

研究人员认为,这项研究将为富勒烯内面体复合物作为一种宏观材料的研究铺平道路,并使人们有可能将EMF不仅视为一种具有根本意义的纳米结构,而且也是一种有前途的材料,未来可能在各个科技领域有需求。

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