Mélanie Thomas Les formes de carbone les additionally connues sont le graphite et le diamant, mais il existe également d’autres allotropes de carbone à l’échelle nanométrique as well as exotiques. qui sont du carbone hybride sp2 avec des courbures nulles (en forme de plat) ou positives (en forme de sphère).
Pendant ce temps, le carbone hybride sp2 à courbure négative. a été proposé théoriquement, et sa découverte a fait rêver certains scientifiques dans le domaine des matériaux carbonés. mais le matriçage est incomplet car certains pores sont tout simplement trop étroits. Cela a contrecarré la fabrication de schwartzites de carbone en créant des itinéraires.
Récemment, une équipe de chercheurs du Centre for Multidimensional Carbon Supplies au sein de l’Institute for Essential Science (IBS), en Corée du Sud, dirigée par le directeur Rodney RUOFF et ses collègues de l’Université des sciences et technologies de Chine dirigée par le professeur Yanwu ZHU.
Zhu, qui dirigeait l’équipe de l’USCT, a déclaré : “Le professeur Ruoff a expliqué son intérêt pour les surfaces minimales triplement périodiques décrites par le mathématicien Schwartz, et remark le carbone lié de manière trivalente peut en principe produire des structures identiques au niveau des constructions mathématiques.” Je lui ai dit il y a des années que c’était un sujet de recherche passionnant et qu’il pourrait être achievable de trouver des moyens de collaborer sur sa recommendation
Cette nouvelle forme de carbone a été produite en utilisant de la poudre de fullerène C60 (buckminsterfullerène. Le C60 a été mélangé avec de l’α-Li3N (“nitrure de lithium alpha”) puis chauffé à des températures modérées tout en maintenant une atmosphère de pression. et de nouvelles liaisons CC ont ensuite été formées avec les molécules C60 voisines par transfert d’électrons vers les molécules C60.
Ruoff a déclaré : “Dans cet energy particulier, le professeur Zhu et son équipe de l’USTC ont utilisé un puissant agent de transfert d’électrons (α-Li3N) pour conduire la development d’un nouveau variety de carbone en commençant par le fullerène cristallin.”
Le professeur Zhu et son équipe ont nommé leur nouveau carbone « carbone poreux ordonné à longue portée » (LOPC).
LOPC se compose de «cages C60 brisées» qui sont connectées avec une périodicité à longue portée. C’est-à-dire que les cages C60 brisées sont chacune encore centrées sur les web pages de réseau du réseau cubique à faces centrées, mais elles ont été “ouvertes” dans une certaine mesure et ont formé des liaisons les unes avec les autres. C’est une situation quelque peu inhabituelle – il existe toujours un ordre périodique à longue portée d’un specified sort, mais toutes les cages C60 cassées ne sont pas identiques à leurs voisines.
/Li3N étroites. 1 entre le carbone et le Li3N provoque une destruction partielle (rupture de certaines liaisons CC) des buckyballs, ce qui a entraîné la découverte de la construction “cage C60 cassée” que l’on trouve dans le LOPC.
Une température in addition douce de 480 oC ou un niveau inférieur de Li3N n’endommage pas les buckyballs, qui se rejoignent plutôt pour previous un “cristal de polymère C60”. Ce cristal se décompose en buckyballs individuels lors du réchauffage. Pendant ce temps, ajouter trop de Li3N ou une température additionally sévère au-dessus de 600 oC a entraîné la désintégration complète des buckyballs.
Ce nouveau carbone a été caractérisé par une variété de méthodes, et (en effet) sa caractérisation n’a pas été facile en raison de la variété de «cages C60 brisées» légèrement différentes qui conservent néanmoins leurs positions dans un réseau cristallin cubique à faces centrées normal. La diffraction des rayons X, la spectroscopie Raman, la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire à l’état solide tournant à l’angle magique, la microscopie électronique à transmission corrigée des aberrations et la diffusion des neutrons ont été utilisées pour comprendre la framework de cette nouvelle forme de carbone. Des simulations numériques basées sur une modélisation de variety réseau de neurones, combinées aux méthodes expérimentales évoquées ci-dessus.
Les données de “framework wonderful d’absorption des rayons X proche du bord K du carbone” montrent un degré additionally élevé de délocalisation des électrons dans LOPC que dans C60. La conductivité électrique est de 1,17 × 10−2 S cm−1 à température ambiante, et la conduction à une température inférieure à 30 Kelvin semble être une combinaison de transport de type métallique sur de courtes distances ponctuées de sauts de porteuse.
Ruoff observe : “Bien que ce beau nouveau form de carbone ait de nombreuses caractéristiques fascinantes, ce n’est pas une schwarzite de carbone, de sorte que le défi expérimental reste à l’horizon ! En effet, ce carbone est quelque selected de différent et d’unique — il ouvre des possibilités entièrement nouvelles. dans de nouvelles instructions pour les matériaux en carbone.”
où M peut être un élément comme le lanthane ou bien d’autres.
L’équipe voit des purposes possibles dans la récolte, la transformation et le stockage de l’énergie en catalyse pour générer des produits chimiques et pour la séparation d’ions moléculaires ou de gaz. Zhu be aware qu’il est facilement évolutif à l’échelle du kilogramme et qu’avec des processus de production continus, il peut être achievable d’atteindre une output à l’échelle de la tonne.
et heureusement, j’ai pu faire quelques tips utiles sur la science en cours et jusqu’à l’achèvement de cette étude maintenant publiée dans Character. Crédit pour la synthèse et les études expérimentales pratiques est entièrement thanks à Yanwu et à son équipe. J’ai eu le plaisir de fournir quelques conseils sur certains sujets, y compris certaines analyses à entreprendre et ce que l’on pourrait en tirer », be aware Ruoff. “La collaboration avec des collègues est l’un des plaisirs de faire de la science. Le sujet ici était une nouvelle forme de carbone, parfaitement alignée avec les intérêts de notre centre CMCM que je dirige et qui est situé à l’UNIST. J’ai donc sauté dans la collaboration avec enthousiasme et un grand désir d’essayer de contribuer de manière utile ! ”
Zhu a déclaré : “Le professeur Ruoff est un scientifique légendaire dans le domaine des matériaux carbonés et aussi, simplement en général. J’ai été stagiaire postdoctoral dans son groupe de recherche pendant 3 ans et 3 mois, et pendant ces années. mes dernières années en tant que post-doctorant ont été passées en dialogue très étroit avec lui au quotidien sur des travaux qui ont finalement été publiés dans Science. et mon équipe était très heureuse qu’il se joigne à nos efforts, et il a fortement contribué à la science que nous avons décrite dans notre posting publié dans Character.”
