碳科學(xué)謎團金屬形態(tài)的碳即將揭曉

訊：近日，北京大學(xué)、美國弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)和中科院上海技術(shù)物理研究所的科學(xué)家組成國際科研團隊，通過理論計算，推算出一種能夠在常溫常壓下保持金屬形態(tài)的三維碳。該項研究或?qū)O大推進(jìn)碳科學(xué)發(fā)展。相關(guān)論文日前在線發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》。

碳科學(xué)一直是學(xué)界研究的重點。這不僅因為碳是生命的重要組成元素，還因為其具有豐富多樣的物理和化學(xué)特性。例如，石墨、金剛石、足球烯、碳納米管、石墨烯均由碳組成，卻因結(jié)構(gòu)不同而展現(xiàn)出各異的性質(zhì)。

不過，是否存在于常溫常壓下保持金屬形態(tài)的碳一直是該領(lǐng)域中的一個謎團。

上述國際科研團隊在經(jīng)過理論計算之后，認(rèn)為如果能夠使碳組成連鎖六邊形結(jié)構(gòu)，就會讓其具有三維金屬相。

“連鎖六邊形結(jié)構(gòu)具有兩個功能：其一，六邊形能夠使碳材料具有金屬特征；其二，環(huán)環(huán)相扣的連鎖結(jié)構(gòu)能夠保持材料的穩(wěn)定。”該團隊成員之一、美國弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)人文與科學(xué)學(xué)院特聘教授PuruJena說。

“在3×1012帕斯卡的壓力下，碳也能表現(xiàn)出金屬特性。但是，我們提出的這種碳結(jié)構(gòu)能夠在常溫常壓下保持穩(wěn)定。同時，這種結(jié)構(gòu)或許利用苯或聚并苯分子即可制成。”該團隊負(fù)責(zé)人之一、北京大學(xué)教授王謙（音譯）說。

王謙還表示，這種材料如果被研制出來，或?qū)⒕哂胸?fù)微分電阻、超導(dǎo)電性等特征，有望被用于超輕金屬、催化劑研制等領(lǐng)域。

PuruJena則告訴記者，該項研究目前仍處在早期階段，他們希望進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)能夠有利于將理論轉(zhuǎn)化為實際實驗。

該研究受到了中國國家自然科學(xué)基金委和美國能源部等機構(gòu)的支持。