金刚石纳米线是一种一维的金刚石基纳米碳材料,具有与碳纳米管相媲美的强度,但其应用一直受限于产物结构的无序性。近日,北京高压科学研究中心研究人员以生物基平台化合物脱水粘酸作为反应单体,首次在高温高压条件下合成了具有原子级有序结构的金刚石纳米线,并发现其可用作锂离子电池材料。该研究为生物质的加工利用提供了新思路。
金刚石纳米线是一类具有类金刚石成键方式的一维碳材料。该材料结合了金刚石结构的高强度及聚合物的柔韧性特点,在高热导材料、储能装置等领域具有广泛应用前景。该材料于2015年由苯分子在20万大气压的聚合反应中首次制备得到。然而长期以来,合成样品的有序性较差,限制了进一步的研究及实际应用。科学家通过化学掺杂、扩展分子的共轭程度等途径减少副反应、控制分子的有效堆积,从而提高产物有序性,但如何制备原子级有序排列的金刚石纳米线材料仍然是阻碍该材料发展应用的一大瓶颈。
北京高压科学研究中心李阔、郑海燕课题组一直专注于原子级有序碳材料的设计与合成。该研究团队综合使用高压原位X射线衍射、红外光谱和理论模拟,确定了在高压下得到的聚呋喃二甲酸是具有双羧基取代、全顺式堆积构型的金刚石纳米线。
通过综合调控实验压力、温度和时间等条件,研究人员发现,制备该聚合物材料的最佳反应条件为350°C、12万大气压。“该反应条件压力适中,非常有利于较大规模合成。”文章的第一作者北京高压科学研究中心博士生王萱指出,他们发现聚呋喃二甲酸用作锂电池电极材料具有较高的可逆比容量和出色的循环稳定性,因此可以作为潜在的锂离子电池电极材料,该工作为生物质的加工利用提供了新的思路。
审核编辑 :李倩
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。
举报投诉
原文标题:我国科学家首次成功制备可用于锂电池的金刚石纳米线
文章出处:【微信号:深圳市赛姆烯金科技有限公司,微信公众号:深圳市赛姆烯金科技有限公司】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
相关推荐
近日,德国弗劳恩霍夫研究所 (Fraunhofer) 的科学家们利用超薄金刚石膜成功降低了电子元件的热负荷,并有望将电动汽车的充电速度提升五倍。
发表于 03-07 16:33
•1032次阅读
金刚石是我们都非常熟悉的超硬材料,人造金刚石晶体有多种不同的类型,大致可分为单形和聚形,每种类型都具有不同的特性和应用。本文梳理了金刚石晶体的不同类型及应用。
发表于 01-02 15:47
•774次阅读
金刚石具有极高的硬度、良好的耐磨性和光电热等特性,广泛应用于磨料磨具、光学器件、新能源汽车和电子封装等领域,但金刚石表面惰性强,纳米金刚石分
发表于 12-21 15:36
•303次阅读
提高电动车的能源效率意味着需要减少能源消耗,但这不应以需要大量能源且污染重的生产过程为代价。Driche 首席技术官称,"制备金刚石晶圆的过程比制备SiC晶圆造成的二氧化碳排放少到20
发表于 11-21 15:34
•333次阅读
运用异质外延工艺,Diamond Foundry以可扩展的基底制造单晶金刚石,这是一项前所未有的技术突破。过去已有技术用于生产金刚石晶片,但这些晶片基于压缩金刚石粉末
发表于 11-10 16:04
•969次阅读
该公司使用一种称为异质外延的工艺来沉积碳原子,并在可扩展的基底上制造单晶金刚石。以前已经生产过金刚石晶片,但它是基于压缩金刚石粉末,缺乏单晶金刚石的特性。
发表于 11-08 16:07
•489次阅读
、光电探测、功率器件等领域都有很大的应用前景。 国内金刚石半导体发展现状 金刚石作为一种硬度极高的材料,最早人工制备的用途主要在刀具、钻头、磨具、线锯、锯片、拉丝模等工业加工耗材上。实际上,自1963年
发表于 10-07 07:56
•1848次阅读
金刚石可是自然界里的热导小霸王!它的热导率简直牛翻啦,是其他材料望尘莫及的。单晶金刚石的热导率在2200到2600 W/(m.K)之间,这数据让人目瞪口呆。金刚石的膨胀系数也相当可观,大约是1.1
发表于 09-22 17:00
•372次阅读
金刚石作为超宽禁带半导体材料的代表,近年来成为大家关注的热点。尽管在材料制备、器件研制与性能方面取得了一定进展,但半导体掺杂技术至今没有很好解决。氢终端金刚石由于具有典型的二维空穴气被广泛应用
发表于 08-17 09:47
•1054次阅读
基于业界长期的研发活动,如今金刚石半导体已经开始逐步迈向实用化。但要真正普及推广金刚石半导体的应用,依然需要花费很长的时间,不过已经有报道指出,最快在数年内,将会出现金刚石材质的半导体试用样品。业界对
发表于 07-31 14:34
•906次阅读
在材料科学领域,金刚石因其绚丽的外形和卓越的物理特性而长期占据主导地位。它们无与伦比的硬度和导热性,加上优异的电绝缘性能,开辟了众多工业应用。
发表于 07-26 10:15
•629次阅读
学技术迎来了重大进展。通过化学气相沉积(CVD)合成光学质量金刚石的创新,金刚石色心工程,以及用于制造金刚石光学元件和光子结构的技术,使这些进展成为可能。 基于
发表于 06-28 11:03
•415次阅读
近日,Nano Letters(《纳米快报》)在线发表武汉大学高等研究院梁乐课题组和约翰霍普金斯大学Ishan Barman课题组关于高效构建等离子增强NV色心的纳米器件研究进展,他们利用自下向上的DNA自组装方法开发了一种混合型独立式等离子体
发表于 06-26 17:04
•431次阅读
与传统上用于半导体的硅和其他材料相比,金刚石可以承受更高的电压,可以以更高的速度和频率运行,并且可以用于外层空间等高辐射环境。金刚石半导体作为下一代功率半导体的发展势头强劲。
发表于 06-12 15:17
•1320次阅读
这也是如今不少AI科学家们梦寐以求的特性。最近,来自悉尼大学和日本国家材料科学研究所的科学家们在自然通讯上发表论文,试着通过使用纳米线网络(NWN)来模拟人类大脑在受到电激时的反应,实
发表于 05-04 09:30
•441次阅读
评论