新碳网络的结构。上部示意性地示出了碳原子的连接，形成正方形，六边形和八角形。下部是通过高分辨率显微镜获得的网络图像。信誉：Aalto大学马尔堡大学
碳存在于各种形式中。除了钻石和石墨之外，最近发现具有惊人的特性的形式。例如石墨烯.这种材料的厚度只有一个原子层，是已知材料中最薄的一种，其不同寻常的特性使其成为未来电子和高科技工程等应用领域中令人兴奋的候选材料。在石墨烯中，每个碳原子原子与三个邻居相连，形成六边形，呈蜂窝状。理论研究表明，碳原子也可以排列成其他平面网状结构，同时仍然与三个邻居结合，但迄今为止，这些预测的网状结构都没有实现。
德国马尔堡大学和芬兰阿尔托大学的研究人员现在发现了一种新的碳网络，它像石墨烯一样原子薄，但由正方形、六边形和八边形组成，形成有序的晶格。他们使用高分辨率扫描探针显微镜证实了这种网络的独特结构，并有趣地发现其电子性质与石墨烯非常不同。
与石墨烯和其他形式的碳形成相比，新的联苯网络 - 作为新材料的命名为 - 具有金属性质。网络的窄条，只有21个原子宽，已经表现得像金属，而石墨烯是该尺寸的半导体。“这些条纹可以用作未来碳的电子设备中的导线。”在马尔堡大学迈克尔·戈特弗里德教授说，他领导了开发了这个想法的团队。研究的主要作者，Qitang Fan从Marburg继续，“这种新颖的碳网络也可以作为锂离子电池中的优质阳极材料，与电流石墨烯基材料相比具有较大的锂存储容量。”
Aalto University的团队帮助了材料并破译了其性质。Peter Liljeroth教授的小组进行了高分辨率显微镜，显示了材料结构，而亚当福斯特教授领导的研究人员使用过电脑仿真和分析，以了解材料的令人兴奋的电气性质。
这种新材料是在极其光滑的黄金表面上组装含碳分子制成的。这些分子首先形成链，由相连的六边形组成，随后的反应将这些链连接在一起形成方形和八边形。这些链的一个重要特征是它们是手性的，这意味着它们以两种镜像类型存在，就像左手和右手。只有相同类型的链在连接之前在金表面聚集，形成有序的组件。这对于新碳材料的形成至关重要，因为两种不同类型的碳链之间的反应只能生成石墨烯。在阿尔托大学进行高分辨率显微镜实验的凌昊(Linghao Yan，音译)解释说:“新的想法是利用分子前驱体进行调整，生成联苯而不是石墨烯。”
目前，研究小组正在努力生产更大的材料薄片，以便进一步探索其应用潜力。然而，“我们有信心，这种新的合成方法将导致发现其他新的碳网络。利杰罗斯教授说。
参考文献:“联苯网络:一个非苯类碳同素异物”，作者:樊启ang, Yan Linghao, Matthias W. Tripp, Ondrej Krejcí， Stavrina dimosthene, Stefan R. Kachel, Mengyi Chen, Adam S. Foster, Ulrich Koert, Peter liljerroth and J. Michael Gottfried, 2021年5月21日，科学。
DOI: 10.1126 / science.abg4509
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