我科学家构建出新型人工碳晶体******
日前,中国科学技术大学朱彦武教授研究团队通过对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入,在常压条件下构建了C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体,并实现了其克量级制备。1月12日凌晨,该研究成果发表于国际学术期刊《自然》。
碳是自然界最常见的元素之一,碳原子之间通过不同排列方式,能够形成多种结构,比如我们熟悉的石墨、金刚石和无定型碳,已经广泛应用于各个领域。
近年来,富勒烯、纳米碳管、石墨烯和石墨炔等新型碳材料的发现和发展,得到了广泛关注,并引发研究热潮。“如果我们可以在一个晶体结构中引入纳米单元,例如用富勒烯、石墨烯等作为基本结构单元代替普通晶体中的原子,像搭积木一样‘搭建’出新型碳材料,可能会发掘更多新奇性质,发挥更大应用潜力。”朱彦武说。
此前,对于制备这类新型碳材料,研究人员要么是利用高温高压等极限条件,要么是采用紫外光、电子束辐照等微观处理技术,但其产率较低、产物不纯,阻碍了人们对该类材料的性质与应用进行更深入探索。
在此次研究中,朱彦武团队创造性地使用氮化锂对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入,并在温和温度下进行热处理,最终得到大量的C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体。
值得注意的是,团队通过基于机器学习和神经网络势函数的结构搜索结果进一步表明,长程有序多孔碳基晶体代表了一大类从富勒烯分子晶体到石墨类碳晶体转变过程中的亚稳态晶体结构。
“这里的长程有序多孔碳晶体,微观上具有多孔特征但完整保留了晶体的宏观周期性,是一类新的人工碳晶体,未来可能在能量存储、离子筛分、负载催化等领域具有潜在应用。电荷注入技术也为构建这类碳基晶体材料提供了一种搭积木式的制备技术,有望成为在原子级精度上调控晶体结构的新手段。”朱彦武介绍。
《自然》审稿人称:“论文中给出的结果令人信服,对晶体学和材料科学领域具有重要意义。”(记者丁一鸣、通讯员王敏)
节令之美·立春|4日10时42分立春,“打春”啦!******
“一二三四五六七,万木生芽是今日。”北京时间2月4日10时42分将迎来二十四节气中的立春。此时节,大地逐渐苏醒,万物开始复苏,“间泮游鱼跃,和风待柳芳”。
关于立春,民谚有“春打五九尾(尽),春打六九头”之说。其意是,立春这一天要么在五九的最后一天,要么在六九的第一天。
今年的立春属于哪一种情况?“我国民间有从冬至这一天开始‘数九’的习俗。2022年12月22日冬至,数一数会发现,2023年2月4日是五九的最后一天,很明显2023年立春是‘春打五九尾’。冬至通常出现在公历每年的12月21日或22日。如果2022年的冬至出现在12月21日,那么,2023年立春就是‘春打六九头’。”中国天文学会会员、天津市天文学会理事杨婧说。
立春在公历年中的日期基本固定,绝大多数年份为2月4日,个别年份为2月3日或2月5日。因此从公历来说,不论是平年还是闰年,每年都会出现一次立春,而农历闰年,一年中则会出现25个节气,年初和年尾各有一个立春,民间称这种情况为“一年两头春”“双春年”或“两春夹一冬”。
刚刚到来不久的癸卯年就属于这种情况,癸卯年的正月十四立春(2023年2月4日)和同年的腊月二十五立春(2024年2月4日)。巧合的是,癸卯年的第二个立春也落在五九的最后一天,因此,2024年的立春也是“春打五九尾”。
杨婧表示,“春打五九尾”和“春打六九头”是经常而又不规则地交替着,但无论是“五九尾”还是“六九头”,立春的到来,都是农民朋友准备新一年耕种的时候。提前做好各项农事安排,有利于农作物更好生长。
立春,是时序轮转、日夜更迭的漫漫光阴里具有仪式感的一天。对我国古人而言,春耕如晨钟,秋收似暮鼓,立春之日寓意盛大。
立春之日,自古以来,我国民间就有“鞭春”“打春”的习俗,也就是鞭打春牛,也称鞭打土牛,寓意来年五谷丰登、国泰民安,提醒人们春耕即将开始,莫误农时。
统筹:刘心惠、刘元旭
记者:周润健
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编辑:李民
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(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |