碳纳米泡沫
化学术语
碳纳米泡沫,碳元素的同素异形体之一。碳纳米泡沫呈蛛网状,具有分形结构,有铁磁性。1997年由澳大利亚国立大学的Andrei V. Rode及其合作者发现。
简介
碳纳米泡沫,元素的同素异形体之一,1997年由澳大利亚国立大学的Andrei V. Rode及其合作者发现。
碳纳米泡沫呈蛛网状,具有分形结构,有铁磁性。泡沫由许多原子团簇构成,每个含有约4000个碳原子,直径约6到9纳米;其中很多原子团连在一起,形成了纤细的网。在碳纳米泡沫中,有许多七边形的结构。研究者认为,七边形的结构造是它有很多未成对的电子的原因;泡沫也因此而具有了磁性,这是其他任何一种碳的同素异形体所没有的特性。研究者还发现,在低于-183℃时,泡沫还具有永久磁性,但这种磁性在室温下却会慢慢消失。
碳纳米泡沫的密度很低,与碳气凝胶很相似,但密度是它的百分之一;它是目前世上最轻的物质之一,密度约为2–10mg/cm,仅是海平面上空气密度的几倍。
这种泡沫还是的不良导体,可以积聚静电而吸附在其他物质上;它的热传导性也很差。
它的制备方法为,在充满氩气的容器中放入玻璃形状的碳,用每秒一万次的激光脉冲轰击,使其温度骤升到大约1万摄氏度并爆炸,在容器壁上即可获得一层碳纳米泡沫构成的薄膜。
由于纳米泡沫具有的铁磁性,将来有可能把它们的颗粒注射入人体,用来改善磁共振成像的清晰程度。它们也可能被应用到利用电子自旋或电子磁性的自旋器件中。
结构
碳纳米泡沫,碳元素的同素异形体之一,1997年由澳大利亚国立大学的Andrei V. Rode及其合作者发现。
碳纳米泡沫呈蛛网状,具有分形结构,有铁磁性。泡沫由许多原子团簇构成,每个含有约4000个碳原子,直径约6到9纳米;其中很多原子团连在一起,形成了纤细的网。在碳纳米泡沫中,有许多七边形的结构。研究者认为,七边形的结构造是它有很多未成对的电子的原因;泡沫也因此而具有了磁性,这是其他任何一种碳的同素异形体所没有的特性。研究者还发现,在低于-183℃时,泡沫还具有永久磁性,但这种磁性在室温下却会慢慢消失。
泡沫由团簇构成,大概包含4000个原子,其中很多团簇连在一起形成纤细的网。这些团簇每个直径大约6纳米,似乎形成了石墨层,包含在七边形内。与巴基球的情形正好相反,这种构型令石墨层有了负曲率,也就是双曲鞍形。在巴基球中,五边形取代了一些六边形,从而形成了一个足球的形状。 如此多的空洞弥散在整个网中,使得这种纳米泡沫的密度仅有海平面上空气密度的几分之一,可与已知密度最低的固体,名为硅气凝胶的多孔材料相提并论。这种泡沫和碳气凝胶很相象,但只是它们密度的百分之一。从一开始,泡沫不同寻常的性质就很明显。它紧紧地束缚着电荷并通过静电力附着在产生腔里,以至于剥离下来都十分困难。这种特性意味着这种泡沫并不像碳气凝胶那样,它是电的不良导体。
碳纳米泡沫的密度很低,与碳气凝胶很相似,但密度是它的百分之一;它是目前世上最轻的物质之一,密度约为2mg每立方厘米,仅有海平面上空气密度的几分之一。
这种泡沫还是电的不良导体,可以积聚静电而吸附在其他物质上;它的热传导性也很差。
制作方法
它的制备方法为,在充满氩气的容器中放入玻璃形状的碳,用每秒一万次的激光脉冲轰击,使其温度骤升到大约1万摄氏度并爆炸,在容器壁上即可获得一层碳纳米泡沫构成的薄膜。
由于纳米泡沫具有的铁磁性,将来有可能把它们的颗粒注射入人体,用来改善磁共振成像的清晰程度。它们也可能被应用到利用电子自旋或电子磁性的自旋器件中。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 18:26
目录
概述
简介
参考资料