上半圖為聯苯,下半圖為非苯類碳同素異形體新材料的高分辨率顯微圖像。
作為一種二維的碳薄片,石墨烯具有其它碳基材料難以企及的電性能,因而被許多人寄望於改善電子產品和先進鋰電池的性能。
不過在蜂窩狀 2D 排佈的石墨烯之外,科學傢們也在積極思考碳元素的其它二維結構是否也具有獨特的品質。
比如近日,來自德國馬爾堡大學和芬蘭阿爾托大學的科學傢們,就在《科學》(Science)雜志上介紹瞭他們的新發現。
這篇文章的標題為《Biphenylene network: A nonbenzenoid carbon allotrope》,簡單翻譯過來就是《聯苯網絡:一種非苯類碳同素異形體》。
這項工作始於將含碳分子置於非常光滑的金表面上,讓它們在那裡形成兩種鏡像類型的鏈(像是左手或右手)。
盡管石墨烯會將不同的鏈結合到一起,但在新材料中,隻有相同類型的鏈會被結合到一起。於是我們不禁見到瞭蜂窩狀的圖案,還看到它形成瞭正方形和八邊形。
通過高分辨率掃描探針顯微鏡確認瞭新材料的結構之後,研究團隊將之命名為聯苯網絡(Biphenylene Network),且發現它的電特性與石墨烯有很大的不同。
比如在測量原子寬度為 21 的窄條材料時,它的行為類似於金屬。而相同尺寸的石墨烯條的行為,則類似於半導體。
領導這項研究的馬爾堡大學 Michael Gottfried 教授表示,這種新材料有望在將來用於碳基電子設備的導線。目前科學傢們正在努力生產更大片的新材料,以進一步研究其特性和潛力。
不過在阿爾托大學開展瞭高分辨率顯微實驗的 Linghao Yan 解釋稱,他們後續的想法是使用經過調整的分子前體、而不是石墨烯來生產新材料。
最後,來自馬爾堡大學的研究作者 Qitang Fan 補充道:與當前的石墨烯基材料相比,這種新穎的碳網絡還可作為鋰離子電池的高級陽極材料,以大幅提升其能量密度。