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鐵和碳納米複合材料

生活更新时间:2024-07-22 00:08:24

來自大阪大學和大阪市立大學的研究人員合成了一種分子并使其結晶化，否則這種分子太不穩定，無法在實驗室中充分研究，它是一類革命性磁體的模型。

自2004年首次報道生産以來，研究人員一直在努力使用石墨烯和類似的碳基材料來革新電子、體育和許多其他學科。現在，來自日本的研究人員有了一個發現，将推動長期以來難以企及的納米石墨烯磁體領域。

鐵和碳納米複合材料（科學家在70年後終于合成了革命性的碳基磁性材料）1

在最近發表在《美國化學學會雜志》上的一項研究中，來自大阪大學的研究人員和合作者合成了一種具有磁性的晶體納米石墨烯，這種磁性從20世紀50年代起就被理論上預測了，但直到現在，除了在極低溫度下，還沒有得到實驗證實。

鐵和碳納米複合材料（科學家在70年後終于合成了革命性的碳基磁性材料）2

石墨烯是一個單層的二維碳環片，以蜂窩狀格子排列，它表現出高效、長距離的電荷傳輸，并具有比類似厚度的鋼鐵高得多的強度。石墨烯的納米結構邊緣表現出磁和電子特性，研究人員希望能夠利用這些特性。然而，石墨烯納米片很難制備，也很難研究其人字形邊緣的特性。通過使用一種更簡單但先進的模型系統（稱為三角烯）來克服這些挑戰是大阪大學研究人員旨在解決的問題。

鐵和碳納米複合材料（科學家在70年後終于合成了革命性的碳基磁性材料）3

長期以來，三角烯一直無法以晶體形式合成，因為它的聚合不受控制。現在研究人員發現三角烯衍生物在室溫下是穩定的，但必須保存在惰性氣氛中，因為當暴露在氧氣中時它會慢慢降解。然而，結晶是可能的，這使其理論上預測的特性得到确認，例如分子的人字形邊緣上未配對電子的定位。

通過測量其光學和磁學特性，研究人員确認這種分子處于三重基态，這是一種電子狀态，可以作為人字形邊緣納米石墨烯實驗上可操作的模型。這些結果具有重要的應用價值。研究人員可以擴展合成程序，以增加分子中碳環的數量，并進行先進形式的納米石墨烯化學合成。

這樣一來，大阪大學和大阪市立大學的研究人員可能能夠合成對未來先進電子和磁體具有基礎作用的材料，并對現代電子學中無處不在的矽進行補充。

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