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06-17
新华社。
近来，富勒烯、碳纳米管、石墨烯……新型碳材料领域的每一项发现都对人类科技进步产生深远影响。
产生了重要影响。
中国科学家成功创造了一种新型碳族单晶材料——单层聚合碳60。
这是一种新型的簇状二维超结构，为碳材料的研究提供了新思路。
该研究由中国科学院化学研究所郑健研究员团队完成，相关成果15日在线发表在国际学术期刊《自然》上。
碳材料因其优异的力学、热学、光学、电学等性能而广泛应用于晶体管、储能器件、超导体等领域。
一些材料科学家认为，人类社会将从现在的“硅基电子时代”迈向“碳基电子时代”。
因此，新型碳材料的制备一直是材料领域的前沿科学问题。
“碳材料的性能与其拓扑结构密切相关。
这项研究最大的突破是用碳簇代替碳原子来构建碳材料。
”郑健介绍，构建二维材料的最小单位是单个原子，而碳簇是由多个碳原子组成的。
例如，碳60是由60个碳原子组成的球形结构。
该团队认为，用碳簇构建二维材料有望实现更多新颖的性能。
然而在此之前，以碳团簇为基本单元构建更先进的二维拓扑结构尚未实现。
“由于碳-碳键合的反应收率不为%，且反应不可逆，因此通过分子‘砖’法，利用传统化学反应自下而上制备二维簇碳材料单晶几乎是不可能的。
”。
郑健解释道。
对此，团队经过五年潜心研究，最终采用掺杂聚合和剥离两步法，在常压下成功制备出单层二维聚合碳60单晶。
碳60通过C-C键在平面上彼此共享。
价键形成规则的拓扑结构。
研究表明，单层聚合碳60具有良好的热力学稳定性，在摄氏度高温下仍保持稳定。
该材料在光/电半导体器件、非线性光学和功能电子器件等方面具有重要的应用前景，在超导、量子计算、信息与能量存储、催化等领域也具有应用潜力。
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