个性化定制科学家发现了创造不同性质“超级钻石”的新方法

发布时间:2020-01-14 18:18:00本文来源:前瞻网责任编辑:爆爆财经阅读量:

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卡内基大学的LiZhu和TimothyStrobel预测并合成了一类具有可调机械和电子性能的超级钻石碳基材料。一种材料的性质是由它的原子如何结合以及这些结合所产生的结构安排所决定的。例如,对于碳基材料来说,键合的类型决定了金刚石的硬度(具有三维sp3键)和石墨的柔软度(具有二维sp2键)。尽管碳化合物种类繁多,

个性化定制?科学家发现创造具有不同性质“超级钻石”的新途径

卡耐基大学梨竹分校和蒂莫西·斯特罗贝尔预测并合成了一类机械和电子性能可调的“超级金刚石”碳基材料。

一种材料的性质是由其原子如何结合以及这些结合产生的结构排列决定的。

例如,对于碳基材料,结合类型决定金刚石的硬度(三维“sp3”结合)和石墨的柔软度(二维“sp2”结合)。

虽然碳化合物种类繁多,但已知的三维sp3结合碳基材料却很少,包括钻石。

三维粘合结构使这些材料因其强度、硬度、导热性和其他特性而在许多实际应用中极具吸引力。

Strobel解释说,“除了钻石和一些含有额外元素的类似物,几乎没有产生其他膨胀的sp3碳材料,尽管有许多预测认为这种结合结构可能是合成的。”

”根据化学原理,向结构中添加硼可以增强其稳定性。我们研究了另一种3d粘结碳材料,称为笼状碳材料,它具有晶格结构,可以捕获其他类型的原子或分子。”

Strobel,朱和他们的团队通过计算和实验的结合解决了这个问题。

朱说:“我们使用先进的结构搜索工具预测了第一个热力学稳定的碳基笼形物,然后合成了笼形物结构,它由碳硼笼形物组成,可以在高压高温下捕获锶原子。”

其结果是一个具有类金刚石结构的三维碳基框架。但与钻石不同,笼中的锶原子使材料金属化(即导电),并具有高温超导的潜力。

更重要的是,笼状化合物的性质可以根据笼中客体原子的类型而改变。

“捕获的客体原子和主体原子之间有很强的相互作用,”Strobel说。

笼可以根据特定客体原子的存在从半导体调整到超导体,同时保持强的类金刚石键。

“考虑到大量可能的替代品,我们想出了一种性能高度可调的新型碳基材料。”

原文出处:

https://knowridge.com/2020/01/scientists-create-new-super钻石碳基材料公司,科学家创造了新的超级钻石碳基材料,作者:卡内基科学研究所

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