2020年12月3
许多具有不同化学和物理性质的物质，从钻石到石墨，都是由碳原子构成的。固体碳的非晶态形式没有固定的晶体结构，而是由结构单元——纳米级石墨烯颗粒组成。yabo214
来自鲁丁大学的一组物理学家研究了非晶态碳的结构，并建议将其分类为一种单独的非晶态固体:一种强制破碎的分子非晶态。研究结果发表在富勒烯，纳米管和碳纳米结构日报》。
固体碳有许多同素性修饰。这意味着具有不同化学和物理性质的物质可以由一个以不同结构排列的相同原子构成。
碳同素异形体的多样性是由于其原子的特殊性质，即它们独特的形成单键、双键和三价键的能力。
如果，由于某些反应条件，只形成单键(即所谓的sp3杂化)，固体碳就会形成一个四面体的三维网格，即钻石。
如果条件有利于形成双键(sp2杂化)，固体碳就会形成石墨——一种由梳状六边形单元构成的扁平层结构。这种固体的每一层被称为石墨烯。
这两种类型的固体碳结构都可以在有序晶体和非有序非晶体中观察到。固体碳在自然界中广泛分布，既有结晶岩石(石墨或金刚石)矿床，也有无定形(棕色和黑色煤、shungite、炭疽岩和其他矿物)。
与晶体形态不同，天然无定形碳属于sp2型。一项sp2非晶碳的结构和元素组成的主要研究是由RUDN大学的物理学家团队发起并参与的。
在研究过程中，该团队还使用光电子能谱、非弹性中子散射、红外吸收和拉曼散射进行光谱测量。
基于这项研究的结果，研究小组得出结论，sp2非晶碳是基于被其他元素(氢、氧、氮、硫等)原子包围的纳米石墨烯域的分形结构。根据这一假设，研究小组实际上重写了自第一次人为火灾以来人类所知的无定形碳的历史。
“‘黑金’石墨烯性质的发现和实验证实，将完全改变这类物质的理论、建模和实验解释。然而，一些问题仍然没有答案。固态物理学是如何解释这种固态碳的非晶态的?在更大的范围内，带有sp2杂化的非晶态碳扮演了什么角色?我们试图找到自己的答案。”物理学和数学博士、RUDN大学物理、数学和自然科学学院咨询教授埃琳娜·谢卡说。亚博老虎机网登录
这个研究小组花了两年时间深入研究无定形碳的性质。这个雄心勃勃的项目的其他成果发表在富勒烯，纳米管和碳纳米结构，物理化学学报C,非晶态固体，纳米材料亚博网站下载．总之，这些工作证实了RUDN大学物理学家在这个复杂的物理学领域取得的突破。
“我们从我们对非晶固体的一般理解的角度分析了许多关于非晶sp2碳的研究。根据我们的研究，我们可以确定它属于一种新型无定形物质。”鲁丁大学的Elena Sheka补充道。
来源:http://eng.rudn.ru/