点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:科学家研制出具有黎曼曲面的碳纳米螺线管新材料
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

科学家研制出具有黎曼曲面的碳纳米螺线管新材料

来源:中国科学报2022-03-15 09:27

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  中国科学技术大学教授杜平武课题组研制出首个具有黎曼曲面的弯曲碳纳米螺线管材料,填补了分子基弯曲碳螺旋材料领域的空白。研究成果近日发表于《自然—通讯》。

  分子基碳材料因其独特的几何形状,具备导电性、良好的可见光吸收性和发光性等物理化学性质,受到广泛关注。一个原子石墨烯平面围绕着垂直于基面的线连续螺旋,可形成具有黎曼曲面的三维结构。黎曼曲面不仅在现代数学发展中发挥着至关重要的作用,还为多功能弯曲碳材料的设计和合成提供新见解。理论预测表明,当施加电压时,具有类似于黎曼曲面的碳螺线管可作为量子导体,产生较大的磁场和电感。然而,实现这种具有大共轭延伸的螺旋拓扑形貌是一项重大挑战。

  杜平武课题组利用精确的自下而上的合成方法,通过合理设计、合成合适的分子前体以实现目标分子的螺旋扭曲,成功构建了首个具有黎曼曲面的大共轭无金属碳纳米螺线管材料。

  课题组结合多尺度实验表征手段及理论分析,对碳纳米螺线管的结构特征和性质开展了系统研究,证实该材料具有大共轭碳骨架、清晰的单链螺旋分子结构以及强烈的红色发光特性。磁性测试结果表明,常温下碳纳米螺线管含有大量自由基单电子,显示出强烈的电子顺磁共振磁信号,在低温下具有顺磁性响应和复杂的磁有序行为。

  这一成果扩充了弯曲碳同素异形体材料的范畴,为未来开发多种螺旋碳材料提供了实验基础。审稿人认为,碳纳米螺线管材料的制备是碳同素异形体领域的一个里程碑,将引发人们对其未经探索物理性质的兴趣。 (桂运安 王敏)

  相关论文信息:

  https://doi.org/10.1038/s41467-022-28870-z

  《中国科学报》 (2022-03-15 第1版 要闻)

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

独家策划

推荐阅读
ASC26报名链接:https://www.asc-events.net/StudentChallenge/ASC26/Register.php
2025-11-07 15:58
北京时间2025年11月6日11:00—14:00,地磁发生强烈扰动,达到大地磁暴水平(Kp=7),为橙色警报级别。
2025-11-07 13:39
阿特拉斯的成功观测是天问一号的一次重要拓展任务,利用探测器观测暗弱天体为天问二号开展小行星探测进行了技术试验,积累了经验
2025-11-07 09:37
天问一号环绕器利用高分辨率相机近日成功观测到星际天体——阿特拉斯。”据介绍,天问一号探测器于2021年2月进入火星环绕轨道,迄今已稳定运行4年8个月,目前状态良好。
2025-11-07 09:31
与会嘉宾围绕“人工智能+”深度融入产业创新发展等话题进行深入探讨,凝聚产业国际合作发展共识,推动构建开放包容的人工智能产业创新生态。
2025-11-07 09:29
谈及人形机器人何时能从“炫技”转向应用落地,优必选科技副总裁焦继超提出了分阶段的发展预期。中国电子学会机器人分会青年副主任委员、乐聚智能(深圳)股份有限公司董事长冷晓琨表示,预计明年人形机器人在工业领域会出现采购交付数量过万台的企业。
2025-11-07 09:28
“十四五”时期,我们将目光投向脑疾病领域,通过脑机接口技术,实现了“诊断—监测—治疗—预测”一体的大脑实时“观景”。一方面,脑机接口技术可以让神经系统“说话”,通过高精度解码神经信号实现对大脑的“意念读取”和精准诊断。
2025-11-07 09:18
遥远恒星大气爆发活动的起源区域有哪些特征,人类至今知之甚少。但科学家们正在通过分析太阳爆发活动,探究恒星大气爆发活动的奥秘。
2025-11-06 10:35
这几年,子午工程已经有不少应用场景。例如在航天员出舱时,提前进行空间天气预报,避免在太阳风暴来临、空间有高能粒子时出舱,保护航天员健康安全。
2025-11-06 10:34
智能穿戴设备产品形态从手环、手表延伸至耳机、眼镜、戒指等形式,新供给创造新需求,改变了消费者生活方式,推动着健康管理、时尚消费与技术创新的深度融合。
2025-11-06 10:32
电动车充电慢、冬天“趴窝”、安全隐患大……这些困扰电动出行的难题,迎来了突破性解决方案。
2025-11-06 10:19
目前,我国约70%的待发现油气资源蕴藏在深层超深层、复杂构造及非常规等新领域。如何找到这些宝贵的油气资源,精准绘制“藏宝图”?
2025-11-06 10:17
天问一号环绕器利用高分辨率相机于近日成功观测到星际天体——阿特拉斯(3I/ATLAS)。其间,天问一号环绕器距离目标天体约3000万千米,是目前观测该天体距离最近的探测器之一。
2025-11-06 09:56
为确保航天员生命健康安全和任务圆满成功,经研究决定,原计划11月5日实施的神舟二十号返回任务将推迟进行。
2025-11-05 10:59
4日,国务院安委会办公室、应急管理部、国家消防救援局在京举行2025年全国消防宣传月活动启动仪式。
2025-11-05 04:20
当前,人工智能作为引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术,深刻改变人类生产生活方式。
2025-11-05 03:50
近日,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射任务取得圆满成功。
2025-11-05 04:20
科技论文是衡量科技创新水平的重要指标。
2025-11-05 04:20
近年来,中国审定推出了一批高产稳产、绿色节水、优质专用小麦新品种。2021年,这一情况出现了转变:“圣泽901”“广明2号”“沃德188”等3个国产白羽肉鸡品种通过审定,中国白羽肉鸡育种攻关实现从0到1的实质性突破。
2025-11-04 09:06
党的二十届四中全会提出,“加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力”“加快经济社会发展全面绿色转型,建设美丽中国”。
2025-11-04 04:25
加载更多