富勒烯或可形成纯碳新胶体

2011-2-22 09:33 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网2月17日报道,球形碳分子富勒烯(碳-60)在纳米技术和电子领域有很多独特性质和潜在应用。最近科学家发现,碳-60在一定条件下还能形成一种单一成分的胶体。目前为止,已知的胶体都是由两种成分构成:均匀分布的溶质和溶剂。

  此前,科学家发现碳-60能形成多种物质形态,包括固体和液体。英国布里斯托尔大学化学家帕德里克·罗伊尔和澳大利亚国立大学的斯蒂芬·威廉姆发现,从理论上讲,碳-60存在一种包含着分子团的稠密液体状态,形成一种完全由碳元素组成的“拐点态”胶体。

  研究人员通过计算机模拟证明,在适当高温下,碳-60能以很高的淬火速率形成胶体。淬火是将物体加热到一定高温,再迅速冷却至室温以改变其内部组织结构。根据模拟中的最长时间显示,碳-60形成胶体只需10纳秒左右。尽管胶体颗粒显出一些粗化,据研究人员预测,它在室温下能保持稳定状态超过100纳秒。最后,这种胶体会分离成晶体和气体两种状态。

  研究人员指出,单一成分胶体在一定条件下确实存在,这一事实能让人们从整体上更好地掌握胶体的性质。然而因为所需淬火速率很高,当前要在实验中演示碳-60胶体还很难做到。但他们希望能找到一种对淬火速率要求较低的胶体制作方法,或用更大的富勒伦尼斯碳簇如碳-540来代替碳-60形成碳胶体。