我科学家构建出新型人工碳晶体******
日前,中国科学技术大学朱彦武教授研究团队通过对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入,在常压条件下构建了C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体,并实现了其克量级制备。1月12日凌晨,该研究成果发表于国际学术期刊《自然》。
碳是自然界最常见的元素之一,碳原子之间通过不同排列方式,能够形成多种结构,比如我们熟悉的石墨、金刚石和无定型碳,已经广泛应用于各个领域。
近年来,富勒烯、纳米碳管、石墨烯和石墨炔等新型碳材料的发现和发展,得到了广泛关注,并引发研究热潮。“如果我们可以在一个晶体结构中引入纳米单元,例如用富勒烯、石墨烯等作为基本结构单元代替普通晶体中的原子,像搭积木一样‘搭建’出新型碳材料,可能会发掘更多新奇性质,发挥更大应用潜力。”朱彦武说。
此前,对于制备这类新型碳材料,研究人员要么是利用高温高压等极限条件,要么是采用紫外光、电子束辐照等微观处理技术,但其产率较低、产物不纯,阻碍了人们对该类材料的性质与应用进行更深入探索。
在此次研究中,朱彦武团队创造性地使用氮化锂对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入,并在温和温度下进行热处理,最终得到大量的C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体。
值得注意的是,团队通过基于机器学习和神经网络势函数的结构搜索结果进一步表明,长程有序多孔碳基晶体代表了一大类从富勒烯分子晶体到石墨类碳晶体转变过程中的亚稳态晶体结构。
“这里的长程有序多孔碳晶体,微观上具有多孔特征但完整保留了晶体的宏观周期性,是一类新的人工碳晶体,未来可能在能量存储、离子筛分、负载催化等领域具有潜在应用。电荷注入技术也为构建这类碳基晶体材料提供了一种搭积木式的制备技术,有望成为在原子级精度上调控晶体结构的新手段。”朱彦武介绍。
《自然》审稿人称:“论文中给出的结果令人信服,对晶体学和材料科学领域具有重要意义。”(记者丁一鸣、通讯员王敏)
二十大代表风采丨潘从明:戈壁矿山废中取宝甘为“铂乐”******
中新网兰州10月9日电 题:潘从明:戈壁矿山废中取宝甘为“铂乐”
作者 闫姣 王牧雨
从普通工人成长为“大国工匠”,从戈壁矿山走向科技研发的国际舞台,如今潘从明仍旧日夜忙碌在攻克技术难关的一线。他近日接受中新网记者采访时说,这两年他重点研究从各类二次资源中综合回收提取铂族金属技术。
潘从明是甘肃省金昌市金川集团铜业有限公司贵金属冶炼分厂提纯工序工序长。他的成就之一,是主创了“镍阳极泥中铂钯铑铱绿色高效提取技术”,推动整体技术达到国际先进水平。铂族贵金属是精密电子、航空发动机等国家战略高科技产业的关键基础材料,而我国贵金属储量仅占全球储量的0.39%。
潘从明说,矿产资源终究有限,中国大量汽车、电子产品、石油催化剂等面临报废高峰期,各类二次资源中的贵金属就是一座移动的“城市矿山”。这些二次资源成为国内外同行关注的焦点。
金川集团是中国最大、世界领先的镍钴生产基地和铂族金属提炼中心,也是我国目前已知的唯一具有开采价值的伴生铂族金属矿床,铂族金属产量占到国内矿产总产量的80%以上。
图为潘从明在劳模创新工作室给员工培训。(资料图) 金川集团供图潘从明常说,他的成长离不开这个平台和周围的环境。但在很多人看来,他的成绩亦和自己的刻苦钻研息息相关。“遇到不会的,我宁可待在生产线,不吃不喝,也要把这个事弄明白。”在他看来,练得多了,也就熟了,就能发现更多问题;会得多了,就能想到创新的办法,解决难题。
在同事眼中,潘从明对待工作高度专注,有热情、有激情,26载坚持探索、研发;在徒弟眼中,他博学多识且宽严并济,培养出多位技术能手、技术标兵;在家人眼中,他时常沉迷于自己的“铂族世界”。
在钻研之路上,潘从明遇到过很多坎,但对这个行业的热爱促使他不断深钻。初到企业时他什么也不懂,便在晚上回忆、记录白天老师傅们所讲内容,经常复习到凌晨两三点。那时候学习条件不便,他就委托亲朋好友从外地帮忙搜罗国内外的专业书籍,开始自学,“晚上宁愿不睡觉也要记录,有时看书有了灵感,还会直奔实验室,通宵做实验。”
图为潘从明解决现场技术难题。(资料图) 金川集团供图因多年来保持记录的习惯,潘从明攒了一本30万余字的“发明笔记”,写满了密密麻麻的公式。这一良好习惯,他也传授给徒弟们,让他们从每个月必须完成的20页报告开始做起,并挨个标注出报告中的问题。由此,他也培养出了一批提纯工序的优秀人才。
潘从明是国家级技能大师工作室领衔人、贵金属冶炼特级技师、有色冶金正高级工程师,是西北地区首位个人获得国家科技进步奖的一线产业工人,多次被评为“大国工匠”“发明之星”“全国技术能手”“全国劳动模范”。
潘从明从未抱怨钻研的苦,也没有挥霍成功的乐。今年,针对甘肃省提出的强工业、强科技等“四强”行动,以及金川集团产量翻番的任务,他认为,从二次资源中提取铂族贵金属是技术的突破口,也是未来做大做强的主要内容。
潘从明称,下一步的重点工作有从含有微量贵金属的各类废液中高效提取贵金属的技术研究,生产高附加值的贵金属化合物,以及技术传承和人才培养等。“技术没有止境,也没有最好,只有往更好的方向走,把技术做精做优。”他说。(完)
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