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)
“我是建设者,更是受益者”******
【一线讲述】
“我是建设者,更是受益者”
讲述人:江苏南通狼山旅游区管理办公室旅游工作局局长 胡志刚
在我的记忆里,五山地区是一个风景如画的地方。然而,2018年初,当我选调来南通狼山旅游度假区管理办公室工作时,内心却十分失落。
报到当天,目之所及是一个“大工地”:破落的厂房、参差不齐的民房、高低不平的菜地,连进单位的那条不足两米宽的路,也是坑坑洼洼、污水遍地。
投入工作后不久,我才清楚,南通全面实施五山及沿江地区生态修复和保护工程,要退出沿线港口货运功能、腾出修复岸线12公里,新增森林面积约6平方公里,把五山及沿江地区13.68平方公里打造成集森林公园和旅游休闲于一体的南通“外滩”。我意识到,自己赶上了一个千载难逢的好时机。
随着单位周围最后一批厂房被拆除,五山生态修复进入了冲刺收官的百日大会战。那一百多天,大家战低温、踏泥泞,白天抓建设、晚上共会商,愣是完成了当初我认为不可能完成的建设任务。五山地区当年获批“江苏省南通狼山国家森林公园”。
经过生态修复,五山地区森林覆盖率达80%以上,长江南通段生态环境也发生了根本变化。我经常听志愿者们跟我“献宝”,他们“又拍到江豚家族了!”长江南通段的水好了,鱼多了,江豚家族自然就成了这里的“常住民”。滨江岸线和森林公园里的鸟儿种类增加了30多种,达450多种。
为了让市民游客更好地共享五山生态修复成果,我和同事们在守护五山生态的同时,深入挖掘五山历史文化资源,对嵌入的每一个文旅项目都精雕细琢。军山气象台布展历时3个多月,我们查阅相关史料近百册,只为恢复中国第一个民办气象台的历史原貌。越来越多的市民游客选择走进森林氧吧,在优美的生态环境中畅游,在传统文化的熏陶中随想感悟。
看江景,走五山,成为南通市民的生活日常。我们注重引导市民游客加入守护五山生态的火热实践中来。五山滨江沿线被打造成“感悟沧桑巨变”的精品学习线路,以多种形式宣传“绿水青山就是金山银山”的理念。
我也把家安在了森林公园旁。漫步其间,空气清新,鸟语花香,一派人与自然和谐共生的和美景象。我感到幸福,也感到自豪,我是建设者、见证者,更是受益者。
(光明日报记者 苏雁、刘已粲采访整理)
《光明日报》( 2023年01月11日 05版)