鲁登大学 许多具有不同化学和物理性质的物质,从钻石到石墨,都是由碳原子组成的
无定形形式的固体碳没有固定的晶体结构,而是由结构单元(纳米尺寸的石墨烯颗粒)组成
鲁登大学的一组物理学家研究了无定形碳的结构,并建议将其归类为一种独立的无定形固体:一种具有强制碎裂的分子无定形体
学分:鲁登大学 许多具有不同化学和物理性质的物质,从钻石到石墨,都是由碳原子组成的
无定形形式的固体碳没有固定的晶体结构,而是由结构单元组成——纳米尺寸的石墨烯颗粒
鲁登大学的一组物理学家研究了无定形碳的结构,并建议将其归类为一种独立的无定形固体:一种具有强制碎裂的分子无定形体
这项研究的结果发表在《富勒烯、纳米管和碳纳米结构》杂志上
固体碳有许多同素异形体修饰
这意味着具有不同化学和物理性质的物质可以由排列在不同结构中的同一个原子构成
碳同素异形体的多样性是由于其原子的特殊性质,即它们形成单键、双键和三价键的独特能力
如果由于某些反应条件,仅形成单键(即
e
所谓的SP3-杂交发生),固体碳具有四面体的三维网格形状,即
e
钻石
如果条件有利于双键的形成(sp2杂化),固体碳具有石墨的形式——一种由梳状六边形单元组成的平面层结构
这种固体的单层叫做石墨烯
这两种类型的固体碳结构在有序晶体和非有序无定形体中都可以观察到
固体碳在自然界中广泛分布,既有结晶岩(石墨或金刚石)沉积物,也有无定形形式(褐煤和黑煤、闪锌矿、蒽镁石和其他矿物)
与它的结晶形式不同,天然无定形碳属于sp2类型
一项关于sp2无定形碳的结构和元素组成的主要研究是在RUDN大学物理学家小组的倡议和参与下进行的
在研究过程中,该团队还利用光电子能谱、非弹性中子散射、红外吸收和拉曼散射进行了光谱测量
根据研究结果,研究小组得出结论,sp2非晶碳是一种基于纳米尺寸石墨烯域的分形结构,石墨烯域被其他元素(氢、氧、氮、硫等)的原子包围
有了这个假设,研究小组实际上重写了无定形碳的历史,自从第一次人为火灾以来,人类就已经知道了无定形碳
“对‘黑金’石墨烯性质的发现和实验证实将彻底改变这类物质的理论、建模和实验解释
然而,一些问题仍然没有答案
固态物理学是如何看待固态碳的这种无定形状态的?sp2杂化的无定形碳在更大的图景中扮演什么角色?我们试图找到自己的答案,”埃琳娜·谢卡博士说
D
在物理和数学方面,是鲁丹大学物理、数学和自然科学学院的顾问教授
该团队花了两年时间彻底研究无定形碳的性质
这个雄心勃勃的项目的其他结果发表在《富勒烯、纳米管和碳纳米结构》、《物理化学杂志》和《非晶态固体、纳米材料杂志》上
总之,这些工作证实了鲁丹大学的物理学家在这个复杂的物理领域取得的突破
“从我们对无定形固体的一般理解的角度,我们分析了许多关于无定形sp2碳的研究
根据我们的研究,我们可以确认它属于一种新型的无定形物质,”鲁丹大学的埃琳娜·谢卡补充道
来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!