新态碳用途广
【俄罗斯《知识就是力量》月刊文章】题:碳的新形态——群集态
晶状碳一般以金刚石态(立体)和石墨态(平面)存在。而新发现的群集态,一方面它具有石墨所固有的碳原子的平面结构,另一方面它又在从平面向立体过渡,而且形成的立体是相当坚固的。就性能而言,群集碳更像金刚石。
乌克兰科学院电焊所曾测试过以烟黑球形式表现出来的群集碳的强度。结果发现,群集只有外壳,中间是空的,如同金刚石一样。而要从内部使这层外壳破裂竟需要几十个乃至数十万个大气压的高压。
烟黑不是金刚石,也不是石墨,而是碳的第三态——群集态。当然不是全部烟黑都为群集碳,只有60个原子的坚固的球状才是。科研人员已经找到了从烟黑中分离它并加以密集的方法。
这种无定型——晶体碳的用途正在开发中。比如,外国科学家发现碱金属原子与群集碳相结合后,新原子会有超导性。3个原子的钾同60个原子的碳相结合在18K时就有超导性,这是一种创纪录的分子超导性能。
可以比较一下,上面提到的钾与石墨合成后,只有在0.05K以下才具有超导性,因此群集碳将来有可能用于制造高温超导体。
电焊所的科研人员则注意到群集碳是一个有坚固外壳的空心容器,它可以成为盛放液体与气体的现成器皿。科研人员称60个原子的群集碳为高压容器(分子)。
鉴于其外壳可以承受非常大的压力,那里可以“泵”入气体长期保存,而且气体可以以压缩成液体的状态保存,存放的气体,重量可大大高于“容器”的自重。这是有实用价值的,比如可把甲烷和乙烯等可燃性气体“泵”入群集碳,然后以小包装形式运输、出售和使用。
如果能发明数千个原子组成的大尺寸群集碳当然用途就更大了,究竟有没有可能性,无人肯定,从物理学角度看,有这种可能性。

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