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“超级材料”之争:石墨烯vs石墨炔 谁将主导未来?

导读: 科研圈的石墨烯研究热潮已持续了几年,石墨烯也成为了越来越多科学家选择的材料。同样是2010年,中科院化学所的研究人员经过潜心研究发明了碳家族的新成员:石墨炔。人们不禁会问石墨炔最近发展得如何,石墨烯和石墨炔究竟孰优孰劣,“洋货”和“国货”谁更能主导未来的话语权?

  随着2010年诺贝尔物理学奖颁给了石墨烯的发明者 --两位英国物理学家安德烈和康斯坦丁,一时间科研圈掀起了一股石墨烯的研究热潮。石墨烯也成为了越来越多科学家选择的材料。

  同样是2010年,中科院化学所的研究人员经过潜心研究发明了碳家族的新成员:石墨炔,这是一个令人振奋的重大突破。

  人们不禁会问石墨炔最近发展得如何,石墨烯和石墨炔究竟孰优孰劣,“洋货”和“国货”谁更能主导未来的话语权?且听小编细细道来。

  碳家族的新成员

  合成、分离新的不同维数碳同素异形体是过去二三十年研究的焦点,科学家们先后发现了三维富勒烯、一维碳纳米管和二维石墨烯等新的碳同素异形体,这些材料均成为了国际学术研究的前沿和热点。碳材料可广泛应用于锂离子电池、超级电容器、传感器、太阳能电池、催化载体以及纳微电子器件等领域研究。碳具有sp3、sp2和sp三种杂化态,通过不同杂化态可以形成多种碳的同素异形体,如:通过sp3杂化可以形成金刚石,通过sp3与sp2杂化则可以形成碳纳米管、富勒烯和石墨烯等。1996年化学诺贝尔奖被授予了3位富勒烯的发现者,2010年英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫由于在二维材料石墨烯方面开创性的研究被授予了诺贝尔物理奖,使得碳材料的研究进入了一个新的阶段,同时也激起了科学家们对新型碳的同素异形体的研究的热忱和兴趣。

  由于sp杂化态形成的碳碳三键具有线性结构、无顺反异构体和高共轭等优点,人们一直渴望能够获得具有sp杂化态的碳的新同素异形体,并认为该类碳材料具备优异的电学、光学和光电性能,将成为下一代新的电子和光电器件的关键材料。就在这时,我国科学家经过努力在世界范围内首次见证了碳家族新成员的诞生--石墨炔。

“超级材料”之争:石墨烯vs石墨炔 谁将主导未来

碳家族全家福

  稻草还是黄金?

  2010年,就在为石墨烯获得诺贝尔物理学奖欢呼雀跃之时,我国科学家在Chem. Commun.杂志上首次报道了碳家族新成员石墨炔的诞生。

  一时间,世界还没有缓过神来。石墨烯是什么还似懂非懂,石墨炔是个什么鬼?更有部分脑洞大开的人已经在期待石墨烷了!正如一线明星有很多模仿者,借名人效应混迹江湖,人们一开始便认为石墨炔就是凭借石墨烯的光环成名的,盛名之下,其实难副。

  然而真的是这样吗?

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