陈根：解锁另一碳形式，不是石墨烯类似石墨烯

文/陈根

碳以各种形式存在。其中，厚度只有一个原子层的石墨烯是已知最薄的材料，在石墨烯中，每个碳原子与三个相邻的碳原子相连，形成蜂窝状网络中排列的六边形。石墨烯独特的特性也使其成为未来电子和高科技工程等应用领域中极为令人兴奋的候选材料。

现在，来自欧洲的一支研究团队称，他们开发出了一种全新的非苯类碳同素异形体，该全新的非苯类碳同素异形体与石墨烯具有一定的相似之处，也同时互相保持了不少的区别。

这项工作始于将含碳分子置于非常光滑的金表面上，研究人员让它们在那里形成两种镜像类型的链（像是左手或右手）。尽管石墨烯会将不同的链结合到一起，但在新材料中，只有相同类型的链会被结合到一起。于是研究人员得以见到了蜂窝状的图案，还观察到它形成了正方形和八边形。

通过高分辨率扫描探针显微镜确认了新材料的结构之后，研究团队将之命名为联苯网络（Biphenylene Network），且发现它的电特性与石墨烯有很大的不同。

这种网络在原子上很薄，像石墨烯一样，但由正方形、六角形和八角形组成，形成有序的晶格。他们用高分辨率扫描探针显微镜证实了这种网络的独特结构，有趣的是，他们发现，其电子性质与石墨烯截然不同。

与石墨烯和其他形式的碳形成对比的是，这种新型的非苯类碳同素异形体具有金属性质。网络中只有21个原子宽的窄条纹已经表现得像一种金属，而石墨烯就是这种尺寸的半导体。

研究人员表示，这些条纹可以用作未来碳基电子设备的导线。此外，这种新型碳网络也可以作为锂离子电池的一种优越的正极材料，与目前的石墨烯基材料相比，它具有更大的储锂容量。

当前，研究人员已在《科学》（Science）杂志上介绍了他们的新发现。并将其新发现的标题命名为《Biphenylene network: A nonbenzenoid carbon allotrope》，即《联苯网络：一种非苯类碳同素异形体》。