新華社北京6月16日電（記者張泉）富勒烯、碳納米管、石墨烯……新型碳材料領域的每一次發現，都對人類科技進步產(chan) 生了重要影響。我國科學家成功創製了一種碳家族單晶新材料——單層聚合碳60，這是一種全新的簇聚二維超結構，為(wei) 碳材料研究提供了全新思路。

　　該研究由中國科學院化學研究所研究員鄭健團隊完成，相關(guan) 成果15日在國際學術期刊《自然》在線發表。

　　碳材料由於(yu) 自身優(you) 異的力、熱、光、電等屬性，在晶體(ti) 管、能源存儲(chu) 器件、超導等領域被廣泛應用。有材料學家認為(wei) ，人類社會(hui) 將由現今的“矽基電子時代”邁入“碳基電子時代”。因此，製備新型碳材料一直是材料領域的前沿科學問題。

　　“碳材料的性能與(yu) 其拓撲結構密切相關(guan) 。此項研究最大的突破在於(yu) ，以碳簇代替碳原子構築碳材料。”鄭健介紹，此前構築二維材料的最小單元是單個(ge) 原子，而碳簇由多個(ge) 碳原子構成，例如碳60是由60個(ge) 碳原子構成的球狀結構。團隊認為(wei) ，以碳簇構建二維材料有望獲得更加新奇的性能。

　　然而在此之前，以碳簇作為(wei) 基本單元構築更高級的二維拓撲結構一直未能實現。“由於(yu) 碳碳成鍵的反應收率不是100%，且反應不可逆，因此使用傳(chuan) 統化學反應自下而上通過分子‘壘磚頭’的方法製備二維團簇碳材料單晶幾乎無法完成。”鄭健說。

　　對此，團隊通過5年潛心研究，最終在常壓下，利用摻雜聚合-剝離兩(liang) 步法，成功製備了單層二維聚合碳60單晶，由碳60在平麵上通過C-C鍵相互共價(jia) 鍵合形成規則的拓撲結構。

　　研究表明，單層聚合碳60具有良好的熱力學穩定性，在300攝氏度高溫情況下仍舊穩定存在。該材料在光/電半導體(ti) 器件、非線性光學和功能化電子器件等方麵具有重要應用前景，在超導、量子計算、信息及能量存儲(chu) 、催化等領域也具有應用潛力。