Fullerene, nanotubes de carbone, Graphène… Chaque découverte dans le domaine des nouveaux matériaux de carbone a eu un impact important sur le progrès scientifique et technologique de l’humanité. Les scientifiques chinois ont créé avec succès un nouveau matériau monocristallin de la famille du carbone, le polymère à une seule couche de carbone 60, qui est une nouvelle superstructure bidimensionnelle groupée et fournit une nouvelle idée pour la recherche sur les matériaux Carbon és.
L’étude a été réalisée par Zheng Jian, chercheur à l’Institut de chimie de l’Académie chinoise des sciences, et les résultats connexes ont été publiés en ligne dans la Revue universitaire internationale nature le 15.
Les matériaux Carbon és sont largement utilisés dans les transistors, les dispositifs de stockage d’énergie et les supraconducteurs en raison de leurs excellentes propriétés mécaniques, thermiques, optiques et électriques. Certains spécialistes des matériaux pensent que la société humaine passera de l’ère électronique à base de silicium à l’ère électronique à base de carbone. Par conséquent, la préparation de nouveaux matériaux Carbon és est un problème scientifique de pointe dans le domaine des matériaux.
« les propriétés des matériaux Carbon és sont étroitement liées à leur structure topologique. La plus grande percée dans cette étude est la construction de matériaux Carbon és avec des grappes de carbone au lieu d’atomes de carbone.» Zheng Jian a introduit que l’unit é minimale des matériaux bidimensionnels construits auparavant était un seul atome, et l’amas de carbone était composé de plusieurs atomes de carbone, par exemple le carbone 60 était une structure sphérique de 60 atomes de carbone. L’équipe estime que la construction de matériaux bidimensionnels à partir d’amas de carbone promet d’obtenir des performances plus nouvelles.
Jusqu’à présent, cependant, il n’a pas été possible de construire une topologie bidimensionnelle plus avancée en utilisant des grappes de carbone comme Unit é de base. « comme le rendement de la réaction de liaison carbone – carbone n’est pas de 100% et que la réaction n’est pas réversible, il est presque impossible de préparer des monocristaux de carbone groupés bidimensionnels à l’aide d’une réaction chimique conventionnelle de bas en haut à l’aide d’une « brique barrière » moléculaire. Dit Zheng Jian.
À cette fin, l’équipe a préparé avec succès un monocristal de carbone polymérisé bidimensionnel à une seule couche à l’aide d’une méthode en deux étapes de polymérisation – décapage dopée à la pression atmosphérique après cinq ans d’étude, et a formé une structure topologique régulière par liaison covalente du carbone 60 dans le plan.
Les résultats montrent que la monocouche de carbone polymérisé 60 a une bonne stabilité thermodynamique et qu’elle existe encore à 300 °C. Ce matériau a d’importantes perspectives d’application dans les dispositifs optiques / semi – conducteurs électriques, l’optique non linéaire et les dispositifs électroniques fonctionnels, ainsi que dans les domaines de la supraconductivité, du calcul quantique, du stockage de l’information et de l’énergie, de la catalyse, etc.
