碳纤维材料一直以来都是国外企业在垄断着，原材料主要靠进口日本东丽，东邦、三菱丽阳等，如果国内能打破这个垄断，将是中国科技的一大进步！

　　新孚达科研人员经过两年的技术攻关,成功攻克纤维界面结合难题,使NFD在纤维增强塑料方面实现弯道超车。碳纤维或玻璃纤维高强度塑料作为新孚达（NFD)王牌产品之一，NFD一直投入研发深耕细作，成功将新技术延伸到其它树脂基材上，并取得良好的效果，目前NFD碳纤维或玻纤增强塑料几乎涵盖了NFD所有热塑料性塑料，这些包括弹性体。目前NFD可提供的碳纤维材料种类有PAI,PEEK,PAEK,PEI,LCP,PPS、PPA,PARA,PA46,PA666,PA6,PC,

　　PA12,PBT,POM,ABS,PP,PPO,PTE、TPU、TPE、TPEE等。NFD不仅提供高强度塑料，并能赋予材料出色的耐磨性、导电性、阻燃性、抗UV、耐老化、耐化学性等性能。无论您需要何种特殊功能的材料？新孚达都会竭尽全力协助您实现，这一切都取决您的需要。

　　我们秉承“New Formula Designer”的发展理念，将科研创新与生产应用紧密相连。 新孚达专攻特殊改性复合材料，拥有60多种基材，4000多个型号的特殊改性工程塑料成熟配方，这些材料包括结构性增强、导电及电子屏蔽（EMI）、阻燃、润滑改性耐磨、长（短）碳纤维增强、长（短）玻璃纤维增强、纳米塑料、高、低比重、耐高温、激光直接成型、磁可探测、免喷涂塑料及特殊染色材料等，为客户提供更为广阔的选材空间。

　　“构思5年，实验5年，前后10年时间不断探索，我们终于成功创制一种新的碳材料，为庞大的碳材料家族再添一名新成员！”6月16日，在中国科学院举行的新闻发布会上，中国科学院化学研究所（以下简称化学所）研究员郑健难掩内心喜悦，公布这一好消息。

　　当天，《自然》发表了他作为唯一通讯作者的论文。论文报道，该工作在常压下通过简单的反应条件，创制了一种新型碳同素异形体单晶——单层聚合C60，具有较高的结晶度和良好的热力学稳定性，为碳材料研究提供了全新的思路。

　　可以想象，这种新材料由被称为“富勒烯”的足球形状C60分子在平面上有规律地逐个排列，相互连接形成一层牢固的“足球”网状结构。

　　值得关注的是，这项研究中，郑健得到了在碳材料领域有着深厚积淀的化学所前辈的悉心指导和无私帮助。“我不是一个人在战斗，我们实验室研究碳材料家族，也像是一个团结的‘碳家族’。”他说。

　　创造一种新的碳材料是一件极具想象力的事。早在10多年前，郑健就动了这个念头。

　　从20世纪80年代以来，科学家构筑出多种以碳原子为基础的新材料。例如，1985年美国和英国科学家联手发现了富勒烯C60，2004年两位英国科学家用“撕胶带”的方法从石墨中分离得到石墨烯。碳材料家族每添加一名新成员，都会引发国际材料学家的研究热潮。

　　2007年，郑健进入化学所有机固体实验室攻读博士学位，师从中国科学院朱道本院士和刘云圻院士，成为国内最早研究石墨烯的研究生。“那时我发现所有引领热潮的碳材料都是国外科学家创制的，中国科学家则开展跟踪式研究。”郑健告诉《中国科学报》。

　　于是，他默默立下志向：“一定要制备中国人自己原创的碳材料！”能预见到的是，这个课题的难度大概率会让他坐上遥遥无期的“冷板凳”。当然，这挡不住他对解决科学难题的热情。

　　2011年至2015年完成博士学业后，郑健在国外继续开展研究。几年里，他无数次和自己对话，试图完美构思心目中的那个结构：“对于制备纯碳材料，过去的思路一直是用碳原子作为基础单元去构筑，有了富勒烯这种‘人造分子’，我能不能用‘分子’为基础单元去做？”“对了！富勒烯的球形结构有可能让新的碳材料产生神奇性质。”“石墨烯的独特性质主要是单层结构带来的。”

　　最终，一个从来没有人想过的“超级网络”在他脑海里浮现：模仿平面的石墨烯、并用C60分子替代碳原子作为基础单元的结构。“也许它能够同时继承球形结构和平面结构的优点，给我们一个惊喜。”郑健想。

　　2015年后，郑健回到化学所，侯凌翔随后进组，他们终于有了动手把“脑洞”变成现实的机会。

　　一开始，他们打算采用传统化学反应自下而上的“垒砖块”方法“搭积木”，让C60分子逐个往里添加。“我们尝试过表面催化、溶液自组装、光聚合等多种办法。”最新发表论文第一作者侯凌翔回忆，“但这些都成了我们走过的‘弯路’。”

　　郑健分析，这是由于碳原子和碳原子连接成化学键的反应收率达不到100%，并且反应不可逆，也就是说，一个C60分子中一共有60个碳原子，想要让一个碳原子和相邻C60分子中的碳原子形成稳定连接，有太多种可能性。那么，结果便是，C60分子不会按照你设计的规律连接，那个想象中的“积木”总是歪歪扭扭，难以测量它的尺寸和性质。

　　为想办法让C60分子乖乖听话排好队，侯凌翔花了整整一年时间，制备了上百种样品，历经无数次失败。

　　长达5年的不懈探索，他们终于找到一种看起来迂回的“战术”，用极其简单的方法攻克了难题。

　　“我们发明了在常温常压的温和条件下就可以实现的‘聚合-剥离两步法’。首先通过掺杂金属镁将C60分子聚合起来，再通过有机阳离子切片策略把金属镁去掉，最终得到单层聚合C60。”郑健介绍。

　　郑健成功创制新型碳材料的背后是整个有机固体实验室的聚合发力。在最新发表的论文中，单层聚合C60出炉后，他们还要对其各类参数进行测量，深入研究其特点。“这离不开化学所先进技术平台的支持，包括单晶X射线衍射（XRD）和扫描透射电子显微镜（STEM）等。”郑健表示，“多种表征测量结果才能相互佐证我们得到的样品就是目标产物。”

　　同时，测量结果还发现，单层聚合C60是典型的半导体，并具有良好的热力学稳定性，在约326.85℃下仍旧稳定存在。

　　不仅如此，化学所在碳材料领域有着深厚积淀。据介绍，20世纪90年代初，在朱道本先生带领下，实验室在国内率先开展富勒烯研究，陆续取得丰硕成果。中国科学院院士刘云圻是国内最早从事CVD生长石墨烯研究的团队之一，中国科学院院士李玉良首次成功合成石墨炔，王春儒研究员在内嵌富勒烯领域取得领先成就。

　　论文发表后很快得到国际碳材料领域的高度关注。专家们相信，该材料在非线性光学和功能化电子器件方面具有巨大应用前景，在超导、量子计算、自旋输运、信息及能量存储、催化等领域也具有潜在的应用。

　　中新网长春11月25日电 (记者 郭佳)吉林大学25日发布消息介绍，吉林大学超硬材料国家重点实验室刘冰冰教授研究团队采用自主发展的大腔体压机超高压关键技术，首次成功实现了毫米级近全sp3非晶碳块体材料的合成。

　　目前，这一新成果发表在了国际顶级学术期刊Nature上，题为“Ultrahardbulkamorphouscarbonfromcollapsedfullerene”。Nature审稿人高度评价为“非晶材料领域的重大进展”“为超硬材料家族添加了独特的一员”。

　　寻找新型碳材料一直是材料领域的前沿科学问题，从材料形态和原子排列的有序度分类，碳材料可分为长程有序的晶态碳以及无序的非晶碳，石墨和金刚石就是典型的碳晶体。

　　近年来，非晶材料以优异的物理、化学特性和广泛的技术应用得到迅速发展。然而，合成与金刚石结构、性质相对应的，由全sp3键形成的非晶碳块体材料却一直未能实现，是碳材料领域长期未能突破的科学难题。

　　为了实现全sp3非晶碳块体材料的合成，刘冰冰课题组基于对富勒烯C60高压研究的长期积累，提出了采用大腔体超高压技术，利用C60碳笼压致塌缩形成“非晶碳团簇”这一新的构筑基元，在更高温压区间反应合成全sp3碳块体非晶材料的研究思路。

　　目前，商用大腔体压机的压力极限只有25万大气压，难以满足对新材料高压研究的要求。课题组介绍，想要产生一万大气压的压强，相当于让两头成年大象挤在一起站在一只高跟鞋上。要想继续增大压强，鞋跟就要更细。超高压技术的难点也在于此。

　　课题组近年来潜心攻关，最终利用中国国产硬质合金压砧，在高温条件下实现了高达37万大气压的超高压力，并借此技术成功获得了毫米级近全sp3非晶碳块体材料。

　　值得一提的是，富勒烯C60发现至今只有30多年历史，刘冰冰教授研究团队自1996年起一直从事富勒烯及相关碳材料的高压研究。此次的新成果正是课题组在富勒烯高压研究领域长期积累基础上的再次突破。(完)

　　据中国科学技术大学网站消息，1月12日，中国科学技术大学化学与材料科学学院材料科学与工程系、合肥微尺度物质科学国家研究中心朱彦武教授团队在《自然》杂志上发表题为“Long-Range Ordered Porous Carbons Produced from C60”的研究论文，报道了在常压条件下通过化学电荷注入技术，将富勒烯C60分子晶体转变为聚合物晶体和长程有序多孔碳（LOPC）晶体的相关进展。

　　碳是自然界最常见的元素之一，碳原子之间通过不同排列方式，能够形成多种结构，比如我们熟悉的石墨、金刚石和无定型碳，已经广泛应用于各个领域。近年来，富勒烯、纳米碳管、石墨烯和石墨炔等新型碳材料的发现和发展，引起了广泛的关注与研究热潮。

　　LOPC晶体是由C60分子之间通过共价键连接而成的新型人工碳晶体，既具有多孔特性又保留了C60分子晶体的长程有序特征。在该研究中，研究人员实现了上述材料的克量级制备，系统表征了其微观结构、谱学特征、结构衍化和电学性质；发展了电荷注入方法辅助实现C60分子间界面的原子级精度调控，为碳基晶体材料研究提供了一种“拼乐高”式的制备技术。

　　碳原子通过不同轨道杂化方式，形成石墨、金刚石等具有不同性质和应用的碳基晶体；sp2杂化的碳原子通过维度、曲率等变化，可形成富勒烯、纳米碳管和石墨烯等碳基纳米结构，体现出独特性质。

　　碳材料研究领域近年来的诸多进展表明，从富勒烯这一具有明确结构的纳米单元出发，有望得到具有新奇性质和应用潜力的新型碳基晶体材料。然而，在已经报道的制备研究中，产物的产率通常较低且多为混合相，难以获得具有明确结构和可调性质、可用于深入表征及广泛应用探索的碳基晶体。

　　朱彦武教授团队长期致力于发展碳材料规模化制备技术，特别集中于从石墨烯、富勒烯等纳米碳基单元出发、通过调控单元界面得到新型碳材料的研究。

　　该团队曾利用氢氧化钾对微波剥离的还原氧化石墨烯进行活化处理，将石墨烯片层重构为兼具高比表面积和高电导率、具有负曲率结构特征的“活化石墨烯”，作为超级电容器电极材料体现出优异性能（Science 2011, 332, 1537），并实现了对活化产物结构的进一步精细调控（Adv. Mater. 2016, 28, 5222；Adv.Mater. 2017, 29, 1603414）。

　　团队近期研究发现，将氮化锂（a-Li3N）和石墨接触时，其部分电子会转移至石墨的π电子云，导致石墨层间距异常增大、层间滑移能垒降低，从而使得3R相（ABC堆叠）石墨可在比此前报道低得多的温度下转变为2H相（AB堆叠）（Nano Lett. 2021, 21, 5648）。

　　在上述研究基础上，团队利用氮化锂对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入，在常压条件下和440-600 ℃范围内将面心立方堆积的C60分子晶体转变为聚合物晶体及LOPC晶体，实现了其克量级制备。

　　在来自东南大学、中国散裂中子源、国家同步辐射实验室、南方科技大学、中国科学院半导体研究所、韩国基础科学研究所等研究团队的合作帮助下，系统地表征了其微观结构、谱学特征、电子结构和电学性质。

　　研究表明，电荷注入C60分子导致的电偶极矩可在邻近的分子间传递，降低了在反应过程中C60笼间的加成反应势垒；更进一步的反应（更高处理温度、更多电荷注入量、更长反应时间）使得笼间连接部分转变为弯曲的sp2结构，但分子主置仍保持良好的长程有序特性。

　　从分子晶体到聚合物晶体和LOPC晶体的结构转变过程中，其室温电导率逐渐升高；电子从局域在单个分子上逐渐发展为远程离域特性。值得注意的是，该团队通过基于机器学习和神经网络的结构搜索进一步研究发现，长程有序多孔碳晶体代表了一大类从富勒烯分子晶体到石墨类碳晶体转变过程中的亚稳态晶体结构，其具体结构种类可能是一个非常庞大的数目（Adv. Funct.Mater. 2022, 32, 2203894）。

　　综上，该研究利用化学电荷注入技术，基于结构明确的C60分子晶体，实现了包含巨大数量碳原子体系的热力学状态和动力学过程的精确调控，在常压条件下获得了克量级的长程有序多孔碳晶体，系统地表征了其微观结构和相关性质，为新型碳基晶体结构构建、性质研究及应用探索提供了新的视野。

　　朱彦武说：“如果我们可以在一个晶体结构中引入纳米单元，例如用富勒烯、石墨烯等作为基本结构单元代替普通晶体中的原子，像搭积木一样‘搭建’出新型碳材料，可能会发掘更多新奇性质，发挥更大应用潜力。”

　　此前，对于制备这类新型碳材料，研究人员要么是利用高温高压等极限条件，要么是采用紫外光、电子束辐照等微观处理技术。但其产率较低、产物不纯，阻碍了人们对该类材料的性质与应用进行更深入探索。

　　朱彦武团队在研究中创造性地使用氮化锂对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入，并在温和温度下进行热处理，最终得到大量的C60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体。

　　值得注意的是，团队通过基于机器学习和神经网络势函数的结构搜索结果进一步表明，长程有序多孔碳基晶体代表了一大类从富勒烯分子晶体到石墨类碳晶体转变过程中的亚稳态晶体结构。

　　《自然》审稿人表示：“论文中给出的结果令人信服，对晶体学和材料科学领域具有重要意义。”

　　朱彦武表示：“接下来，我们将系统地研究长程有序多孔碳基晶体的性质，期望通过精细调节实验参数进一步调控晶体的原子级结构特征，探索更多的性质和应用。”半岛综合体育官网登录入口半岛综合体育官网登录入口半岛综合体育官网登录入口