碳的无数形式长期以来一直吸引着科学界。除了是地球上所有有机生命的主要组成部分外，碳的物质形式也取得了相当大的突破。1996年，诺贝尔化学奖授予了富勒烯的发现者，富勒烯是一种由60个碳原子组成的超原子对称结构，形状像足球。2010年，研究人员使用一种超强，原子薄的碳，称为石墨烯，获得了诺贝尔物理学奖。
在发表在《自然》杂志上的工作中，由哥伦比亚大学化学家Xavier Roy，Colin Nuckolls和Michael Steigerwald与第一作者Elena Meirzadeh发现了一种介于富勒烯和石墨烯之间的新版本碳：石墨烯。这是一种新的二维形式的碳，由连接的富勒烯层组成，从较大的石墨晶体中剥离成超薄薄片 - 就像石墨烯从铅笔中发现的材料石墨晶体中剥离一样。
这项工作得到了美国国家科学基金会的部分支持：向哥伦比亚大学NSF资助的材料科学与工程研究中心提供资助，向罗伊提供两项研究资助。
“找到一种新的碳形式真是太神奇了，”Nuckolls说。“它还让你意识到，有一整个材料家族可以以类似的方式制造，由于写入超原子构建块的信息，它们将具有新的和不寻常的特性。
超原子是材料科学与工程研究中心的一个重点，是集体行为原子的簇，比分子大，但比晶体小。 超原子可以作为各种新材料的基石 。
由于球中有60个碳原子，富勒烯理论上可以以几种不同的方式连接在一起，每种方式都可以产生不同的电子，磁性和光学特性。 第一个版本只代表一种可能的配置，罗伊说。
这项工作是团队探索石墨烯潜力的起点。从化学角度来看，他们计划调整和调整其模块化特性并引入新的结构，而合作者将更仔细地研究当石墨烯片与不同种类的二维材料结合时会发生什么，看看碳隐藏了什么其他秘密。
“石墨烯和富勒烯的发现都非常有影响力，”罗伊说。例如，富勒烯在医学上用作MRI和X射线成像的造影剂，并用于提供药物治疗。它们还用于制造有机太阳能电池。最近发现的石墨烯是一种极轻但坚固的材料，具有许多独特的特性，正在积极探索在电子、能源应用等领域的*在用潜**途。
“现在我们已经将它们组合成这种新形式的碳，”罗伊说。“我们不知道这项工作会得到什么，但探索起来会非常令人兴奋。
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