碳纳米泡沫

化学术语

碳纳米泡沫，碳元素的同素异形体之一。碳纳米泡沫呈蛛网状，具有分形结构，有铁磁性。1997年由澳大利亚国立大学的Andrei V. Rode及其合作者发现。

简介

碳纳米泡沫，碳元素的同素异形体之一，1997年由澳大利亚国立大学的Andrei V. Rode及其合作者发现。

碳纳米泡沫呈蛛网状，具有分形结构，有铁磁性。泡沫由许多原子团簇构成，每个含有约4000个碳原子，直径约6到9纳米；其中很多原子团连在一起，形成了纤细的网。在碳纳米泡沫中，有许多七边形的结构。研究者认为，七边形的结构造是它有很多未成对的电子的原因；泡沫也因此而具有了磁性，这是其他任何一种碳的同素异形体所没有的特性。研究者还发现，在低于-183℃时，泡沫还具有永久磁性，但这种磁性在室温下却会慢慢消失。

碳纳米泡沫的密度很低，与碳气凝胶很相似，但密度是它的百分之一；它是目前世上最轻的物质之一，密度约为2–10mg/cm，仅是海平面上空气密度的几倍。

这种泡沫还是电的不良导体，可以积聚静电而吸附在其他物质上；它的热传导性也很差。

它的制备方法为，在充满氩气的容器中放入玻璃形状的碳，用每秒一万次的激光脉冲轰击，使其温度骤升到大约1万摄氏度并爆炸，在容器壁上即可获得一层碳纳米泡沫构成的薄膜。

由于纳米泡沫具有的铁磁性，将来有可能把它们的颗粒注射入人体，用来改善磁共振成像的清晰程度。它们也可能被应用到利用电子自旋或电子磁性的自旋器件中。

结构

碳纳米泡沫，碳元素的同素异形体之一，1997年由澳大利亚国立大学的Andrei V. Rode及其合作者发现。

泡沫由团簇构成，大概包含4000个原子，其中很多团簇连在一起形成纤细的网。这些团簇每个直径大约6纳米，似乎形成了石墨层，包含在七边形内。与巴基球的情形正好相反，这种构型令石墨层有了负曲率，也就是双曲鞍形。在巴基球中，五边形取代了一些六边形，从而形成了一个足球的形状。如此多的空洞弥散在整个网中，使得这种纳米泡沫的密度仅有海平面上空气密度的几分之一，可与已知密度最低的固体，名为硅气凝胶的多孔材料相提并论。这种泡沫和碳气凝胶很相象，但只是它们密度的百分之一。从一开始，泡沫不同寻常的性质就很明显。它紧紧地束缚着电荷并通过静电力附着在产生腔里，以至于剥离下来都十分困难。这种特性意味着这种泡沫并不像碳气凝胶那样，它是电的不良导体。

碳纳米泡沫的密度很低，与碳气凝胶很相似，但密度是它的百分之一；它是目前世上最轻的物质之一，密度约为2mg每立方厘米，仅有海平面上空气密度的几分之一。

这种泡沫还是电的不良导体，可以积聚静电而吸附在其他物质上；它的热传导性也很差。

制作方法

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