科学家捕捉到神奇的“碳哑铃” 石墨烯制造迎来新突破

　　你听说过“富勒烯”吗？它长得像个足球，由60个碳原子组成，化学家们亲切地称它为足球烯。由于它具有独特的光电、催化和润滑性能，在许多高科技领域都有应用前景。但科学家们一直有个难题：富勒烯分子喜欢聚在一起，但在某些金属表面上，它们就像一群活泼的孩子，很难让他们整齐地站队。

　　最近，中国科学院兰州化学物理研究所的科学家们，联合瑞士和奥地利的同行，取得了一项突破性进展。他们巧妙地运用了一种“热处理”和一种特殊的“显微镜”，成功地捕捉到了富勒烯分子“手牵手”形成“碳哑铃”的过程！

　　他们在金属铂的表面铺了一层富勒烯，然后用“烤箱”加热。他们发现，当温度达到800摄氏度时，富勒烯们开始不安分起来，位于边缘、比较“孤单”的分子会脱离集体。这些“孤单”的富勒烯分子们会相互靠近，彼此之间产生了神奇的化学反应，两个富勒烯分子紧紧地连接在一起，形成了一个“碳哑铃”，看起来就像两个小足球连在一起。

　　这种“碳哑铃”非常稳定，比单个孤立的富勒烯分子更喜欢待在这个金属表面上。科学家们用非接触原子力显微镜，清晰地观察到了这个“碳哑铃”的结构：它由两个直径约为1.1纳米的富勒烯单元构成。科学家们继续提高“烤”的温度到900摄氏度，“碳哑铃”就会打开，碳原子们重新排列，形成一种叫做“石墨烯量子点”的东西。这些量子点就像一个个小小的石墨烯碎片，最终会融合在一起，形成更大的石墨烯片。石墨烯是一种非常神奇的材料，具有超强的导电性和强度，被誉为“新材料之王”。

　　这项研究为人们打开了石墨烯可控合成的大门。通过控制“烤”的温度，可以精确地制备不同尺寸和质量的石墨烯量子点。此外，“碳哑铃”本身也具有独特的性质，可以用于纳米器件的润滑。而且，作为共价连接的富勒烯二聚体，“碳哑铃”还可以提高光捕获效率，在光电子器件领域具有应用潜力。（记者 张云文）