新型三维碳晶体制备成功

　　中化新网讯 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，并实现了克量级制备。该项研究成果于1月12日发表于国际学术期刊《自然》。

　　朱彦武介绍：“长程有序多孔碳晶体，在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。电荷注入技术为构建这类碳基晶体材料提供了一种拼乐高式的制备技术，有望成为在原子级精度上调控晶体结构的新手段。”

　　近年来，富勒烯、石墨烯和石墨炔等新型碳材料的发现和发展，引起了广泛的关注与研究热潮。此前，对于制备这类新型碳材料，研究人员利用高温高压等极限条件或者采用紫外光、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地探索。

　　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，并在温和条件下进行热处理，最终得到大量的C₆₀聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体。

　　团队对C₆₀聚合物晶体和长程有序多孔碳晶体的形成机理进行了理论模拟。结果表明，电荷注入引起了富勒烯C₆₀分子间的电偶极矩相互作用，降低了反应过程中相邻C₆₀分子之间的加成反应势垒，使得反应更易发生；进一步反应使得分子间连接部分转变为弯曲的连接结构，但在该反应过程中部分破碎的富勒烯C₆₀分子仍保持良好的周期性排列。

　　朱彦武表示，今后他们将系统地研究长程有序多孔碳基晶体的性质，期望通过精细调节实验参数进一步调控晶体的原子级结构特征，探索更多的性质和应用。