本文来自微信公众号：XMOLNews 作为碳基生命，碳元素对于我们意义非凡。在自然界中，单质碳和化合物碳也广泛存在。碳单质最常见的形式要属石墨和钻石，此外，还有零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯等。不同种类的单质碳有着不同的结构，性质差异也很大。比如金刚石中所有碳原子以sp3杂化的方式成键，没有额外的电子存在，因而无导电性，同时其各个碳原子以正四面体的方式连接构成了三维的立体网状结构，从而赋予了金刚石极高的稳定性和硬度，可作为工业中的切割工具材料。而在石墨烯的结构中，碳原子之间以sp2杂化的方式成键，并形成正六边形的平面网络结构，而剩余的p轨道则相互重叠构成一个大的共轭体系，电子可以在其中自由移动，这使得石墨烯表现出优异的光学、电学、力学性质，在材料学、电子学、生物医学和药学等领域具有广泛的应用前景。理论研究表明，以sp2杂化方式成键的碳同素异形体，除了以正六边形方式连接的石墨烯以外，碳原子还能以五边形加七边形（pentaheptite）以及四边形、六边形加八边形（联苯烯网络，biphenylenenetwork）的方式排列成平面网络结构（图1A）。尽管理论研究还预测了这些非石墨烯碳二维材料具有诱人的理化性质，但是合成这些碳纳米结构的尝试却鲜有成功的报道。目前，基于自下而上的方法科学家们合成了一些纳米石墨烯和碳纳米带，其中也包含非六边形碳环，但是这些碳纳米结构也只是在一个维度上呈现重复的非苯环型结构。那么，到底能不能合成非石墨烯的平面sp2杂化碳同素异形体？ 图1。碳原子平面网状结构及联苯烯网络制备。图片来源：Science 近日，德国马尔堡大学J。MichaelGottfried和芬兰阿尔托大学PeterLiljeroth等研究者给出了肯定的答案。他们通过自下而上的策略，在金表面制备了新型平面非苯环型碳同素异形体联苯烯网络。在该方法中，非苯环型结构不在前驱体中，而是通过聚合物间脱氟化氢反应（即HF拉链，HFzipping）而形成。得到的联苯烯网络中含有周期性排列的sp2杂化碳原子四元环、六元环和八元环。有意思的是，作者基于实验和理论计算发现这种联苯烯网络具有类似金属的导电性。相关工作发表在Science期刊上。 图2。非苯环型联苯烯网络的显微图像（下）及原子结构示意图（上）。图片来源：UniversityMarburgAaltoUniversity〔1〕 在本工作中，作者以DHTP为起始原料通过两步聚合制备联苯烯网络（图1c）。首先将DHTP在Au（111）表面进行脱溴偶联聚合反应以得到聚合物PFPP，通过扫描隧道显微镜可以看到排列整齐的PFPP链（图3A）。接着排列整齐的PFPP链进行聚合物间脱氟化氢反应，即HF拉链反应，相邻聚合物链结合在一起，得到不同宽度的联苯烯网络（图3B）。其中HF拉链反应只能在聚合物链间相邻CF键和CH键之间进行，这为控制形成四元环和八元环提供了条件。联苯烯网络的选择性构建与PFPP链的二维手性有关，只有在具有相同手性的链之间进行HF拉链反应才能形成四元环或者八元环。此外，作者还利用X射线光电子能谱和程序升温解吸质谱对该合成过程进行了分析和验证。 图3。基于DHTP两步聚合构建联苯烯网络及表征。图片来源：Science 图4。由DHTP合成联苯烯网络的机理分析。图片来源：Science 随后作者基于扫描隧道显微镜和密度泛函理论研究了所制备的不同宽度联苯烯带（biphenyleneribbons，BPRs）。对于宽度分别为621个碳原子的BPRs，它们的归一化微分电导谱如图5A，分别对应图5BG中的彩色点。对于较窄的BPRs（6BPR至12BPR），它们拥有明显的价带（VB）和导带（CB）。而随着联苯烯带宽度增加价带和导带会越来越接近，最终发生重叠。BPRs的带隙虽然实验检测值比理论计算值大，两者变化趋势一致，都是随着宽度增加而降低（图5）。另外，BPRs下降的趋势比含苯环型结构的扶手椅形石墨烯纳米带（AGNRs）的下降更快，这是因为从18BPR到21BPR带隙闭合，导电性变得类似于金属，而石墨烯在这个宽度下是半导体。 图5。不同宽度联苯烯带的电子性质。图片来源：Science 图6。联苯烯带和石墨烯纳米带的带隙。图片来源：Science 这种新材料可以用作未来碳基电子设备中的导线。Gottfried教授说。该文第一作者QitangFan表示，这种新型碳网络还可以作为锂离子电池负极材料，与目前的石墨烯基材料相比，它具有更大的锂存储容量。〔1〕当然，作为概念验证研究，该文报道的制备方法条件还比较苛刻，效率较低，还需要寻找提高产率的制备策略。不过可以肯定，这种聚合物间HF拉链为设计和制备新型的非苯环型碳同素异形体带来了新的启发。 Biphenylenenetwork：Anonbenzenoidcarbonallotrope QitangFan，LinghaoYan，MatthiasW。Tripp，OndejKrej，StavrinaDimosthenous，StefanR。Kachel，MengyiChen，AdamS。Foster，UlrichKoert，PeterLiljeroth，J。MichaelGottfried Science，2021，372，852856，DOI：10。1126science。abg4509 参考文献： 1。Anewformofcarbon https：www。aalto。fiennewsanewformofcarbon
用于温室的光伏供电地热热泵系统光伏供电的地热热泵系统经过了一年的测试，并由诺丁汉大学的研究人员进行了测量。该英国小组表明，除冬季外，它能够在所有季节将室内温度保持在16摄氏度以上。该系统在位于英格兰莱……物理学家创造了有史以来第一个二维超固体超固体是这样的材料，其原子排列成规则的、重复的晶体结构，但它能够永远流动而不会失去任何动能。尽管它们怪异的性质似乎违反了许多已知的物理定律，但物理学家们早在理论上就预测到了它们……给小徐的一封信作文小徐：你好！你下午的一句话让我今夜辗转难眠，起身倚着椅背，任那孤寂的灯光映着疲惫脸庞，思绪飞扬。也不知道下午我们的谈话是否改变了你的想法，但我还想对你说点什么，斟酌……三峡水品学网专稿未经允许不得转载到了冬天或春天的时候，三峡的水可以总结为急。白色的急流回转盘旋，仿若耀眼的钻石又似银色的锦绸；碧绿的深潭，映照着两岸高耸入云的青山，显得更加雄伟……海洋一所在陆架沉积自生铁硫化物环境磁学研究中取得新进展近日，自然资源部第一海洋研究所石学法研究团队联合南方科技大学和中国科学院地质与地球物理研究所科学家在陆架沉积自生铁硫化物环境磁学研究中取得新进展。海平面变化是控制第四纪陆……地球的自转速度与氧化之间的可能联系地球的自转速度与氧化之间的可能联系J。M。Klatt，A。Chennu，B。K。Arbic，B。A。BiddandaandG。J。Dick撰稿：储雪蕾摘要：在……重大发现！青海冷湖可比肩国际最佳天文台址【重大发现！青海冷湖可比肩国际最佳天文台址】青海冷湖发现世界级天文台址8月18日，《自然》发布了我国科研人员一项关于天文观测选址的重大科学进展。在青海省地方政府支持下，中科院国……太阳也有季节更替？英国华威大学领导的团队在《天体物理学杂志》中发文，阐述了他们在破解太阳季节变化规律方面的新发现。掌握太阳季节的快速变化规律，有助于人类应对极端空间天气事件的挑战。太……农村小景在几百亩良田的田埂上，总能看见有几个身着朴素的背心，扎着裤脚，肩上扛着锄头，脖颈上也放着毛巾的农民。倘若你近看，便可见每个农民的发丝上都艰难的挑着豆粒儿一般大的汗珠儿，从发梢上……妈妈，请你听听我的心声作文妈妈，请你听我诉说吧！你好久都没跟我说过悄悄话了，妈妈，请你听听我的心声。自从弟弟妹妹出生后，你就没有多少时间管我了，说悄悄话的次数也渐渐少了。您把时间和心思都放在了弟弟……妈妈，谢谢您作文600字母亲节是一个伟大的节日，妈妈好不容易把我们生出来，我们应该感谢她们。所以我准备在母亲节那天送妈妈一个礼物mdash；mdash；自己亲手做的蜡烛。记得在母亲节的前一天，我……通过热电发电机回收太阳能电池的废热意大利的科学家们创造了一种基于热电发电机和宽隙钙钛矿太阳能电池的混合热电光伏（HTEPV）系统。该设备能够回收光伏装置的废热并产生额外的电力。据其创建者称，这种配置需要大间隙电……