رویای دانشمندان محقق شد؛ کشف شکل جدیدی از کربن

محققان چینی و کره جنوبی شکل جدیدی از کربن را از طریق ترکیب خاصی از «فولرین» با «نیترید لیتیوم» ساخته اند که کاربرد‌های بالقوه مختلفی از جمله در زمینه «برداشت انرژی» خواهد داشت.

به نقل از تارنمای سای تک دیلی، شناخته شده‌ترین شکل‌های کربن، گرافیت و الماس هستند، اما آلوتروپ‌های منحصر به فرد دیگری از کربن در مقیاس نانو هم از قبیل گرافین (graphene) و فولرین (fullerenes) وجود دارند، آن‌ها ساختار‌های کربنی هیبرید شده sp ۲ با خمیدگی صفر (شکل مسطح) یا خمیدگی مثبت (شکل کُروی) هستند.

در این حال کربن‌های هیبرید شده sp ۲ با خمیدگی منفی موسوم به شوارزیت (schwarzite) به طور نظری (تئوریک) مطرح شده اند و کشف آن‌ها یکی از رویا‌های دانشمندان در حوزه مواد کربنی بوده است.

در گذشته برخی موانع و مشکلات فنی مانع ساخت شوارزیت‌ها از طریق مسیر‌های شابلون زنی (templating) بوده است، اما به تازگی یک تیم از محققان مرکز مواد کربنی چندبُعدی» لاز موسسه علوم پایه در کره جنوبی به سرپرستی رودنی روف و همکارانش در دانشگاه علم و فناوری چین و هدایت استاد «یانو ژو» از کشف یک شکل جدید از کربن خبر دادند.

این شکل جدید از کربن با استفاده از پودر فولرین C ۶۰ به عنوان ماده پایه ساخته شده است. این ماده با a-Li ۳ N (نیترید لیتیوم آلفا) ترکیب و سپس در فشار یک اتمسفر تا دمای ملایم گرم شده است.

به گفته «روف»، در این تلاش خاص، استاد «ژو» و تیم تحقیقاتی دانشگاه علم و فناوری چین از یک عنصر انتقال الکترون (نیترید لیتیوم آلفا) برای تحریک شکل گیری یک نوع جدید از کربن از فولرین بلورین (crystalline) استفاده کردند.

«ژو» و تیم تحقیقاتی وی این کربن جدید را «کربن متخلخل با نظم طولانی» (LOPC) نامگذاری کرده اند. تولید این کربن راه را برای کشف سایر کربن‌های بلورین با انواع دیگری از فولرین هموار ساخته است.

محققان می‌گویند این کربن جدید کاربرد‌های احتمالی در برداشت، انتقال و ذخیره سازی انرژی؛ کاربرد کاتالیزوری برای تولید سایر محصولات شیمیایی و نیز برای جداسازی یون‌های مولکولی یا گاز‌ها خواهد داشت.

برداشت انرژی (Energy Harvesting) یا جمع آوری انرژی به معنای جمع آوری انرژی‌های کوچکی است که ممکن است به هر شکلی ازجمله به صورت نور، صدا، گرما، لرزش و یا حرکت هدر برود. از این انرژی جمع آوری شده در مواردی مانند افزایش کارایی، استفاده از گرمای رایانه برای تامین بخشی از انرژی رایانه، ایجاد فناوری‌های مانند شبکه حسگر‌های بی سیم استفاده می‌شود.

در این مقاله تحقیقی که در نشریه نیچر (Nature) منتشر شده، آمده است: مقیاس پذیری (scalability) این ترکیب (سنتز) از جنبه‌های مهم آن است.

به گفته ژو، این ترکیب قابل انجام در مقیاس کیلوگرم است و با فرآیند‌های تولیدی مداوم ممکن است به تولید در مقیاس «تُن» هم رسید.

منبع: ایرنا