我科学家构建出新型人工碳晶体******
日前,中国科学技术大学朱彦武教授研究团队通过对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入,在常压条件下构建了C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体,并实现了其克量级制备。1月12日凌晨,该研究成果发表于国际学术期刊《自然》。
碳是自然界最常见的元素之一,碳原子之间通过不同排列方式,能够形成多种结构,比如我们熟悉的石墨、金刚石和无定型碳,已经广泛应用于各个领域。
近年来,富勒烯、纳米碳管、石墨烯和石墨炔等新型碳材料的发现和发展,得到了广泛关注,并引发研究热潮。“如果我们可以在一个晶体结构中引入纳米单元,例如用富勒烯、石墨烯等作为基本结构单元代替普通晶体中的原子,像搭积木一样‘搭建’出新型碳材料,可能会发掘更多新奇性质,发挥更大应用潜力。”朱彦武说。
此前,对于制备这类新型碳材料,研究人员要么是利用高温高压等极限条件,要么是采用紫外光、电子束辐照等微观处理技术,但其产率较低、产物不纯,阻碍了人们对该类材料的性质与应用进行更深入探索。
在此次研究中,朱彦武团队创造性地使用氮化锂对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入,并在温和温度下进行热处理,最终得到大量的C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体。
值得注意的是,团队通过基于机器学习和神经网络势函数的结构搜索结果进一步表明,长程有序多孔碳基晶体代表了一大类从富勒烯分子晶体到石墨类碳晶体转变过程中的亚稳态晶体结构。
“这里的长程有序多孔碳晶体,微观上具有多孔特征但完整保留了晶体的宏观周期性,是一类新的人工碳晶体,未来可能在能量存储、离子筛分、负载催化等领域具有潜在应用。电荷注入技术也为构建这类碳基晶体材料提供了一种搭积木式的制备技术,有望成为在原子级精度上调控晶体结构的新手段。”朱彦武介绍。
《自然》审稿人称:“论文中给出的结果令人信服,对晶体学和材料科学领域具有重要意义。”(记者丁一鸣、通讯员王敏)
国博连开两展 圆明园兔首领衔******
本报讯(记者 刘冕)春风有形,瑞兔留痕。昨天,“癸卯金安——二〇二三新春展”在国家博物馆开幕,圆明园海晏堂兔首领衔80余件年味儿十足的文物亮相。
整座展厅张灯结彩,策展人介绍,“博物馆里过大年”已经成为中国人的新年俗。此次展出的文物上起商代,下迄20世纪初,涵盖玉器、瓷器、铜器、石器、骨角牙器、书法、绘画等多门类物质文化遗存。
第一件亮相的文物就是重磅——圆明园海晏堂兔首。铜像立着双耳,瞪着一双圆溜溜的眼睛。不少观众一进门就挪不动脚,举起手机和它合影。作为圆明园西洋楼海晏堂十二生肖人身兽首铜像之一,它的设计师是意大利人郎世宁。1860年英法联军火烧圆明园后,兔首等铜首一度流失海外。直到2013年,它被法国皮诺家族购得,以家族名义归还中国,由国家文物局划拨给国博收藏。
展厅里,各式各样的“小兔子”都有自己的故事。3000多年前的“癸卯”卜骨被陈设在放大镜下面,它所使用的天文历法与文字绵延至今。从唐代至清代的多件玉石兔饰或奔或伏、或坐或伫,憨态可掬;明代的白玉双兔耳杯妙琢精治,呈现出匠人的巧思;一枚元代兔纹铜押上,兔子回首,口衔瑞草,寓意吉祥长寿。策展人透露,一些展品是首次和观众见面。
“智慧之光——中医药文化展”也将在国博开幕,500余件(套)文物藏品、200余件(套)药材实物按“文明之钥”“摄生之道”“灵兰秘典”“器药撷英”“传承创新”等单元,讲述中医药的故事。
(《北京日报》 2023年01月19日 第14版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)