物理学家描述了一种新型的无定形固体

许多具有不同化学和物理特性的物质，从​​钻石到石墨，都是由碳原子组成的。固体碳的无定形形式没有固定的晶体结构，由结构单元——纳米级石墨烯颗粒组成。RUDN 大学的一组物理学家研究了无定形碳的结构，并建议将其归类为一种单独类型的无定形固体：强制碎裂的分子无定形。研究结果发表在富勒烯、纳米管和碳纳米结构杂志上。

固体碳具有许多同素异形修饰。这意味着具有不同化学和物理特性的物质可以由排列在不同结构中的同一个原子构成。碳同素异形体的多样性是由于其原子的特殊性质，即它们形成单、双和三价键的独特能力。如果由于某些反应条件，仅形成单键(即发生所谓的 sp 3 -杂化)，则固体碳具有四面体的三维网格形状，即菱形。如果条件有利于形成双键(sp 2 -杂化)，固体碳具有石墨的形式——一种结构由梳状六边形细胞制成的扁平层。这种固体的各个层称为石墨烯。在有序晶体和无序无定形体中都观察到这两种类型的固体碳结构。固体碳作为结晶岩(石墨或金刚石)沉积物和无定形形式(褐煤和黑煤、闪石、炭黑和其他矿物)在自然界中广泛分布。

与其结晶形式不同，天然无定形碳属于sp 2型。在 RUDN 大学的一个物理学家团队的倡议和参与下，对 sp 2无定形碳的结构和元素组成进行了主要研究。在研究过程中，该团队还使用光电光谱、非弹性中子散射、红外吸收和拉曼散射进行光谱测量。根据研究结果，该团队得出结论，sp 2无定形碳是一种基于纳米级石墨烯域的分形结构，该域被其他元素(氢、氧、氮、硫等)的原子包围。有了这个假设，该团队实际上改写了自第一次人造火灾以来人类已知的无定形碳的历史。

“‘黑金’石墨烯性质的发现和实验证实将彻底改变对这类物质的实验的理论、建模和解释。然而，一些问题仍未得到解答。固态物理学对此有何看法?固体碳的无定形状态?具有 sp 2杂化的无定形碳在更大的图景中扮演什么角色?我们试图找到我们自己的答案，“博士 Elena Sheka 说。物理与数学博士，RUDN 大学物理与数学与自然科学学院顾问教授。

该团队花了两年时间深入研究无定形碳的性质。这个雄心勃勃的项目的其他结果发表在富勒烯、纳米管和碳纳米结构、物理化学杂志C和非晶体固体杂志、纳米材料上。这些工作共同证实了RUDN大学的物理学家在这个复杂的物理领域取得的突破。

RUDN的Elena Sheka补充说：“从我们对无定形固体的一般认识的角度，我们分析了许多关于无定形sp 2 碳的研究。根据我们的研究，我们可以确认它属于一种新型的无定形物质。”大学。

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