14 фев 2023 842

Учёные обнаружили новую форму углерода

Наиболее известными формами углерода являются графит и алмаз, однако существуют и другие уникальные наноразмерные аллотропы углерода, такие как графен и фуллерены. Это гибридизированные углеродные структуры с нулевой (плоской) или положительной (сферической) кривизной. Новая форма углерода получается путём нагревания фуллеренов с нитридом лития.

Недавно группа исследователей сообщила об открытии новой формы углерода. Над задачей трудились учёные из Центра многомерных углеродных материалов Института фундаментальных наук (IBS), Южная Корея, во главе с Родни Руоффом, а также их коллегами из Университета науки и технологий Китая во главе с профессором Янву Чжу.

Полученный углерод является чем-то особенным и уникальным — он открывает совершенно новые возможности на новых направлениях

— Родни Руофф, американский физико-химик, один из мировых экспертов по углеродным материалам.

Новую форму углерода получили с использованием порошка фуллерена С₆₀ (бакминстерфуллерена, также называемого «молекулами бакибола») в качестве основного материала. C₆₀ смешивали с α-Li3n («альфа-нитрид лития») и затем нагревали до умеренных температур при давлении в одну атмосферу. Стало известно, что α-Li3n катализирует разрыв некоторых углеродных связей в C₆₀ с последующим образуются новых связей с соседними молекулами C₆₀ посредством переноса электронов к молекулам C₆₀. Профессор Чжу и его команда назвали свой новый углерод «упорядоченный пористый углерод дальнего действия» (LOPC).

LOPC состоит из «сломанных клеток C₆₀», которые соединены с периодичностью через относительно большие расстояния друг от друга. То есть каждая из разрушенных ячеек C₆₀ по-прежнему сосредоточена в узлах гранецентрированной кубической решётки.

Получение LOPC прокладывает путь для открытия других кристаллических углеродов. Команда учёных видит возможное применение открытия для сбора, преобразования и хранения энергии; в катализе для получения химических продуктов; для разделения молекулярных ионов или газов. Важный аспект — масштабируемость синтеза. Профессор Янву Чжу отметил, что LOPC легко масштабируется до килограммового продукта, а при непрерывных производственных процессах можно достичь выпуска в тоннажном масштабе.