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I ricercatori stanno scoprendo un nuovo tipo di carbonio sottile come un atomo

Una nuova forma di carbonio

La nuova struttura a griglia in carbonio. La parte superiore mostra schematicamente l’attaccamento di atomi di carbonio, la formazione di quadrati, esagoni e ottagoni. La parte inferiore è un’immagine del reticolo, ottenuta mediante microscopia ad alta risoluzione. Crediti: Università di Marburg, Università Aalto

Il carbonio esiste in varie forme. Oltre al diamante e alla grafite, ci sono forme scoperte di recente con proprietà sorprendenti. Ad esempio, il grafene, con un solo strato atomico di spessore, è il materiale più sottile conosciuto e le sue proprietà insolite lo rendono un candidato molto interessante per applicazioni come l’elettronica futuristica e l’ingegneria high-tech. Nel grafene, ogni atomo di carbonio è collegato da tre vicini, formando forme esagonali disposte in una rete a nido d’ape. Studi teorici hanno dimostrato che gli atomi di carbonio possono anche organizzarsi in altri modelli di rete piatta, pur essendo legati a tre vicini, ma nessuna di queste reti predette è stata ancora realizzata.


I ricercatori dell’Università di Marburg in Germania e dell’Università Aalto in Finlandia hanno ora scoperto una nuova specie carbonio Rete, Che è atomicamente sottile come il grafene, ma è composto da quadrati, esagoni e ottetti che formano una rete ordinata. Hanno confermato la struttura unica della rete con un sensore di scansione ad alta risoluzione e hanno scoperto in modo interessante che le sue proprietà elettroniche erano molto diverse da quelle del grafene.

A differenza del grafene e di altre forme di carbonio, la nuova rete bifenilenica – come è stato chiamato il nuovo materiale – ha proprietà metalliche. Strette strisce del reticolo, larghe solo 21 atomi, si comportano davvero come il metallo, mentre il grafene è un semiconduttore di queste dimensioni. “Queste linee potrebbero essere utilizzate come fili conduttivi nei dispositivi elettronici a base di carbonio del futuro”. Il professor Michael Gottfried, dell’Università di Marburg, che guida il team che ha sviluppato l’idea, ha detto. L’autore principale dello studio, Qitang Fan di Marburg, continua: “Questa nuova rete di carbonio può anche fungere da materiale anodico superiore in Batterie agli ioni di litio, Con una maggiore capacità di stoccaggio del litio rispetto agli attuali materiali a base di grafene. “

Il team dell’Università di Aalto ha aiutato a visualizzare il materiale e a decifrarne le proprietà. Il gruppo del professor Peter Lillieroth ha eseguito la microscopia ad alta risoluzione che ha dimostrato la struttura del materiale, mentre i ricercatori guidati dal professor Adam Foster hanno utilizzato simulazioni e analisi al computer per comprendere le eccitanti proprietà elettriche del materiale.

Il nuovo materiale consiste nell’assemblare particelle contenenti carbonio su una superficie dorata molto fine. Queste particelle formano prima catene costituite da esagoni collegati, e una reazione successiva collega queste catene insieme per formare quadrati e ottagoni. Una caratteristica importante delle catene è che sono compatte, il che significa che sono presenti in due tipi di riflessione, come la mano destra e la mano sinistra. Solo catene dello stesso tipo si raggruppano sulla superficie dell’oro, formando gruppi ben ordinati, prima che si colleghino. Questo è fondamentale per la formazione del nuovo materiale di carbonio, perché l’interazione tra due diversi tipi di catene si traduce solo in grafene. “ La nuova idea è quella di utilizzare precursori molecolari che sono stati modificati per produrre bifenili invece di GrafeneLinghao Yan, che ha condotto esperimenti di microscopia ad alta risoluzione presso l’Università di Aalto, spiega.

Attualmente, i team stanno lavorando alla produzione di fogli di materiale più grande, quindi il suo potenziale applicativo può essere ulteriormente esplorato. Tuttavia, “siamo fiduciosi che questo nuovo metodo di sintesi porterà alla scoperta di altre nuove reti di carbonio”. Ha detto il professor Liljeroth.

Lo studio è stato pubblicato in Scienza.


Il grafene Kagome promette proprietà eccitanti


maggiori informazioni:
Rete bisfenilene: allocazione di carbonio non benzenico. ScienzaE il DOI: 10.1126 / science.abg4509

Introduzione di
Università Aalto

la citazione: Non grafene: i ricercatori hanno scoperto un nuovo tipo di materiale di carbonio atomicamente sottile (2021, 20 maggio) recuperato il 20 maggio 2021 da https://phys.org/news/2021-05-graphene-atomically-thin-carbon-material html

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