內嵌富勒烯

“內嵌富勒烯”是牛津大學研發出的一種由碳原子組成的籠形結構，籠內裝有氮原子。

富勒烯結構中最為特殊的性質是其碳籠內部為空腔結構，因此可以在其內部空腔內嵌某些特殊物種(原子、離子或原子簇)，由此而形成的富勒烯被稱為內嵌富勒烯。

基本介紹

• 中文名：內嵌富勒烯
• 研發：牛津大學
• 結構：籠形結構
• 組成：60個碳原子

研發背景

碳原子以多種形式存在，包括鑽石和石墨烯。這種富勒烯由60個碳原子組成，因其形狀而被暱稱為“巴基球”。

研究歷程

2001年起牛津大學碳材料設計公司創始人、納米材料科學家Kyriakos Porfyrakis博士就致力於生產出這種材料。

2013年3月，中國科學技術大學化學與材料科學學院及合肥微尺度物質科學國家實驗室楊上峰教授課題組與華中科技大學材料科學與工程學院盧興教授組、美國Univ. of Puerto Rico陳中方教授組和日本筑波大學Takeshi Akasaka教授組合作，發現並分離表征了一種新結構富勒烯，改變了富勒烯界對於內嵌富勒烯結構已公認20餘年的認識。

2015年3月，楊上峰教授課題組又成功地合成並分離表征了一種十餘年來一直被認為因穩定性低而“不可被分離”的新結構內嵌富勒烯，這一發現彌補了內嵌富勒烯研究領域的一席空白，實驗上證明了分離出低穩定性的新結構富勒烯的可能性。該研究成果發表於國際重要化學期刊《美國化學會志》。審稿人認為，文章在富勒烯化學上取得了重要的進展”；“這項工作標誌著在金屬富勒烯科學領域取得了巨大的進展……這是一項很棒的工作。”

工程套用

“內嵌富勒烯”材料將被用來製造小型攜帶型原子鐘，使無人駕駛汽車的GPS導航系統精確到1毫米。原子鐘是目前世界上最準確的計時系統。

市場價值

牛津大學碳材料設計公司以2.2萬英鎊的價格賣出了第一批“內嵌富勒烯”材料，總重量為200微克。投資這家初創企業的牛津科技早期投資基金投入了7.5萬英鎊資金，之後牛津大學又為碳材料設計公司撥款7.5萬英鎊。

在英國牛津大學的一個新型碳材料研究實驗室(Designer Carbon Materials)中，科學家正在研製內嵌富勒烯。不久前，他們剛剛將這種材料的第一份樣品以3.2萬美元售出。這份樣品的重量只有200微克(1微克等於1克的百萬分之一)，相當於一片雪花重量的十五分之一，或者一根頭髮的三分之一。