Fullerenos, nanotubos de carbono, Grafeno… Cada descubrimiento en el campo de los nuevos materiales de carbono tiene un impacto importante en el progreso de la Ciencia y la tecnología humanas. Los científicos chinos han creado con éxito un nuevo material de cristal único de la familia del carbono, el carbono polimerizado de una sola capa 60, que es una nueva superestructura bidimensional de agrupamiento y proporciona una nueva idea para la investigación de materiales de carbono.
El estudio fue realizado por Zheng Jian, investigador del Instituto de química de la Academia China de Ciencias, y los resultados fueron publicados en línea en la revista académica internacional Nature el 15 de marzo.
Los materiales de carbono se utilizan ampliamente en transistores, dispositivos de almacenamiento de energía y superconductores debido a sus excelentes propiedades mecánicas, térmicas, ópticas y eléctricas. Algunos estudiosos de los materiales creen que la sociedad humana pasará de la “era electrónica a base de silicio” a la “era electrónica a base de carbono”. Por lo tanto, la preparación de nuevos materiales de carbono ha sido un tema científico de vanguardia en el campo de los materiales.
“Las propiedades de los materiales de carbono están estrechamente relacionadas con su estructura topológica. El mayor avance en este estudio es la sustitución de los átomos de carbono por racimos de carbono para construir materiales de carbono.” Zheng Jian dijo que la unidad más pequeña para construir materiales bidimensionales era un solo átomo, mientras que los Cúmulos de carbono se componían de varios átomos de carbono, por ejemplo, el carbono 60 era una estructura esférica de 60 átomos de carbono. El Equipo cree que la construcción de materiales bidimensionales con Cúmulos de carbono promete propiedades más novedosas.
Sin embargo, hasta entonces, no se ha logrado construir una topología bidimensional más avanzada con un cluster de carbono como unidad básica. “Debido a que el rendimiento de la reacción de Unión de carbono no es del 100% y la reacción no es reversible, es casi imposible preparar cristales de carbono de racimo bidimensional utilizando el método tradicional de reacción química de abajo hacia arriba a través de la barrera molecular de ladrillo.” Dijo Zheng Jian.
Por lo tanto, el equipo a través de 5 años de investigación intensiva, finalmente bajo la presión atmosférica, utilizando el método de dos pasos de polimerización dopante – Stripping, ha preparado con éxito una sola capa de cristal único de carbono polimérico bidimensional 60, de carbono 60 en el plano a través de enlaces covalentes C – C para formar una estructura topológica regular.
Los resultados muestran que el carbono polimerizado de una sola capa 60 tiene una buena estabilidad termodinámica y permanece estable a 300℃. Este material tiene una importante perspectiva de aplicación en dispositivos semiconductores ópticos / eléctricos, dispositivos ópticos no lineales y dispositivos electrónicos funcionales, as í como en superconductores, Computación cuántica, almacenamiento de información y energía, catálisis y otros campos.
