Вчені виявили нову форму вуглецю

Найбільш визнаними формами вуглецю є графіт і алмаз, однак існують інші унікальні нанорозмірні алотропи вуглецю, такі як графен і фулерени. Це гібридизовані вуглецеві структури sp ² з нульовою (плоска форма) або позитивною (сфероподібна) кривиною.

Тим часом  sp ²  гібридизований вуглець з негативною кривиною, званий «шварцитом», був запропонований теоретично, і його відкриття було мрією деяких вчених у галузі вуглецевих матеріалів. З’ясувалося, що вуглець можна шаблонно вводити в деякі періодичні пори певних цеолітів за допомогою осадження з парової фази, але шаблонування є неповним через те, що деякі пори просто занадто вузькі. Це перешкодило створенню вуглецевих шварцитів шляхом шаблонних маршрутів.

Нещодавно група дослідників із Центру багатовимірних вуглецевих матеріалів Інституту фундаментальної науки (IBS) Південної Кореї на чолі з директором Родні Руоффом та його колегами з Науково-технічного університету Китаю на чолі з професором Яньву Чжу повідомили про відкриття нової форми вуглецю.

Чжу, який очолював команду USCT, сказав: «Професор Руофф пояснив свій інтерес до потрійних періодичних мінімальних поверхонь, які описав математик Шварц, і до того, як тривалентний зв’язок вуглецю в принципі може давати ідентичні структури в математичних конструкціях. Тепер їх називають структурами «вуглецевого шварциту», які також можна назвати «вуглецем негативної кривини». Багато років тому я сказав йому, що це захоплююча дослідницька тема і що, можливо, можна буде знайти шляхи співпраці за його пропозицією».

Цей новий вуглець був охарактеризований різноманітними методами, і (справді) його характеристика була непростою через різноманітність дещо відмінних «розбитих клітин C60», які, з усім тим, зберігають свої позиції в стандартній гранецентрованій кубічній кристалічній решітці. Дифракція рентгенівських променів, спектроскопія комбінаційного розсіювання, спектроскопія твердотілого ядерного магнітного резонансу, що обертається під магічним кутом, трансмісійна електронна мікроскопія з корекцією аберації та розсіювання нейтронів були використані для отримання розуміння структури цієї нової форми вуглецю. Чисельне моделювання, засноване на типі моделювання нейронної мережі, у поєднанні з експериментальними методами, згаданими вище, показує, що LOPC є метастабільною структурою, яка утворюється під час перетворення вуглецю «фуллеренового типу» на «графеновий».