单原子厚新型碳材料拥有金属特性 可作锂电池正极材料
科技日报北京5月23日电 (记者刘霞)德国和芬兰科学家在最新一期《科学》杂志撰文称,他们合成出了一种独特的新型碳原子网络,新形式的碳像石墨烯一样,仅一个原子厚,但原子结构和电子特性与石墨烯截然不同,有望在电池等领域找到用武之地。
碳以各种形式存在,比如钻石、石墨和石墨烯等。石墨烯是迄今已知最薄的材料,独特的“性格”使其有望在电子等多个应用领域“大显身手”。在石墨烯中,每个碳原子与另外三个碳原子相连,形成蜂窝状的六边形。理论研究表明,碳原子也可以其他网络模式排列,但科学家迄今一直未曾发现这些预测的网络。
在最新研究中,马尔堡大学和阿尔托大学的科学家发现了一种新的碳原子网络,并将其命名为联苯烯网络。在这种新形式的碳材料中,碳原子之间彼此连接,形成正方形、六角形和八角形,再组合成有序的晶格。
研究人员还用高分辨率扫描探针显微镜证实了这种网络的独特结构,并发现它的电子性质与石墨烯截然不同。
他们表示,石墨烯是半导体,但这种新型碳拥有金属性质。马尔堡大学的迈克尔·戈特弗里德教授说:“新型碳网络上的窄条纹的行为像金属,可用作未来碳基电子设备的导线。”研究主要作者、马尔堡大学的樊启堂(音译)说:“这种新型碳网络也可以作为锂离子电池的正极材料,与目前的石墨烯基材料相比,新材料储锂容量会更大。”
研究人员将含碳分子组装在光滑金表面上制得这种新材料:含碳分子首先形成由连接的六角形组成的链,随后这些链连接在一起形成正方形和八角形。在连接前,只有相同类型的链会聚集在金表面,形成有序组合,这对于新碳材料的形成至关重要,因为不同类型的链之间发生反应只会生成石墨烯。阿尔托大学的严凌浩(音译)解释说:“我们的独特之处是使用了分子前体,我们调整这些分子前体以产生联苯烯,而非石墨烯。”
目前,研究小组致力于研制新材料更大的薄片,以探索其应用潜力。他们也表示,新合成方法有望催生其他新型碳网络。
总编辑圈点
石墨烯的横空出世,打开了二维材料世界的大门,也刷新了科学家对物质材料“维度”的认知。既然单层碳原子可以形成石墨烯,理论上,其他物质也可能以单层原子形式排列,并形成新的二维材料。最新研究又带来新的启发:改变单层碳原子的排列形式,即可形成另一种二维材料,其他物质材料是否也如此?如果真是这样,那么二维材料世界的疆界将大大拓展。
- 1旅游新国标贯通“吃住行游购娱” 场所从“卖商品”转向“卖服务、卖体验、卖文化”
- 22026国际无人机应用及防控大会6月底在京启幕,“低空经济第一城”最新战况即将揭晓
- 3北京居全球数字旅游城市榜首
- 4以应用,见未来——百度爱采购第五届数智大会圆满落幕,定义B2B行业AI经营新范式
- 5金铜表现分化 未来或将同步调整
- 62026年5月汽车工业经济运行情况
- 7算力刚需 资源稀缺 锡价能否突破历史高点
- 8黑芝麻智能与理想星环 OS 达成深度合作 加速整车操作系统规模化落地
- 9踏逸仙百年足迹 承振兴中华初心 ——《逸仙足迹》系列项目正式发布
- 10洲明亮相WOO 2026全球峰会:以AI+创意驱动DOOH创新,共塑全球户外传媒新生态
- 1芯位科技与清华大学共同领衔的标准成果在2026世界数字教育大会发布
- 22026年中国AI竞争格局与商业化趋势分析:梯队重构、价值兑现、生态决胜
- 32026年磷酸铁锂电池行业量价齐升迎拐点 技术迭代启新程
- 4叶嘉重返北音毕业典礼 献唱《听我说谢谢你》致青春
- 5共赴智算未来:维谛(Vertiv)亮相Computex2026,以全融合型基础设施赋能AI时代
- 6旅游新国标贯通“吃住行游购娱” 场所从“卖商品”转向“卖服务、卖体验、卖文化”
- 7宏观与行业因素共同影响铜价高位震荡
- 8第三届岩土工程创新与发展百人论坛(GeoT100)在成都隆重召开
- 9目的地多元、体验深入 暑期文旅市场热度飙升蓄势待发呈现新亮点
- 102026国际无人机应用及防控大会6月底在京启幕,“低空经济第一城”最新战况即将揭晓



