碳纳米泡沫

✍ dations ◷ 2025-10-08 16:39:45 #碳纳米泡沫

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2–10 mg/cm3，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。

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