美国和中国的研究人员合成了一种新的同素异形体- γ-石墨烯-首次批量出现。这种制备这种难以捉摸的材料的新方法为科学家提供了充分研究其独特的电子和机械性能的机会。

Graphyne

来源:©胡一鸣等/施普林格Nature Limited 2022

首次实现了γ-石墨烯的批量合成,一些薄片的表面积超过10μm2

碳以许多不同的形式存在。最著名的同素异形体是天然存在的金刚石和石墨,而实验室合成的富勒烯和石墨烯都获得了诺贝尔奖。碳纳米管(CNTs)是另一种形式,其有趣的物理性质引发了整个研究领域。但所有这些同素异形体都是基于单一类型的碳原子——石墨、石墨烯、富勒烯和碳纳米管都具有sp2-杂化的碳原子,其中每个原子与其他三个原子结合,而钻石是一个sp3.-每个碳与相邻的四个原子形成单键的杂化原子。

但还有许多其他可能的碳形式,包括不同类型的碳原子的组合。γ-石墨烯就是这样一个例子,包括sp和sp2sp杂化碳,本质上是一种由三键碳原子相互分离的芳香环网络。虽然γ-石墨烯在几十年前首次被预测是稳定的,但它以前只被合成成小片段,其中许多缺乏长程顺序。

现在,由英杰赵来自青岛科技大学(音译)来自科罗拉多大学博尔德分校的研究人员开发了一种基于烷基取代苯单体可逆炔烃复分解反应合成γ-石墨烯的新方法。这种方法产生了含有大约30层γ-石墨烯堆叠在一起的材料晶片。最大的薄片面积超过10μm2