近日，中国科学院兰州化学物理研究所的科研团队与瑞士巴塞尔年夜学、奥地利萨尔茨堡年夜学的学者联袂，于富勒烯（C60）的研究上取患了庞大进展，乐成展现了富勒烯怎样转化为石墨烯（一种由单层碳原子组成的二维质料，具备优秀电学及力学性能）的要害历程，相干论文发表在《德国运用化学（Angewandte Chemie）》。

富勒烯因其怪异性子于光电、催化及润滑领域备受瞩目，但于金属外貌如铂Pt、镍Ni上，它很难形成有序结构，这给相干质料的开发带来了挑战。怎样捕捉富勒烯聚合历程中的要害中间体并实现其可控转化，一直是科学家们努力攻克的难题。

研究团队接纳了一种立异要领：联合原位热退火技术及非接触原子力显微技术，于铂金属外貌初次乐成“捕捉”到了稳定的富勒烯二聚体，即两个富勒烯份子联合形成的结构，并清楚展示了这类二聚体怎样一步步酿成石墨烯量子u8国际平台-点，终极形成更年夜尺寸的石墨烯片的全历程。

详细来讲，当温度升至800开尔文时，位在富勒烯份子“岛屿”边缘的低配位份子会离开出来，这些份子之间会发生化学键合反映，形成哑铃状的富勒烯二聚体。经由历程进步前辈的显微技术，研究团队直接不雅察到了这类二聚体的邃密结构——它由两个直径约1.1纳米的富勒烯单元组成。理论盘算进一步展现，铂金属外貌的特殊性子使患上这类二聚体比零丁存于的富勒烯份子越发稳定。

当温度继续升至900开尔文时，这些二聚领会打开碳笼结构，形成石墨烯量子点，并终极融会成面积达数十平方纳米、具备特定超晶格结构的石墨烯片。研究发现，富勒烯于铂外貌形成二聚体的能量阈值远低在其直接分化的阈值，这注释了为什么于铂外貌能形成稳定的二聚体，而于金或者铜等金属外貌则不克不及。

这项研究结果经由历程展现金属铂外貌富勒烯份子热演化中二聚体中间态的形成机制与稳定性，为开发新型碳基功效质料提供了要害路径：于合成领域，外貌隔离的富勒烯二聚体可作为高活性先驱体，直接用在构建光电器件所需的二维共价收集；于润滑领域，二聚体依附纳米尺度与扩散稳定性，有望成为新一代智能润滑添加剂，经由历程优化界面漫衍均衡高承载与低磨擦的需求；同时，该外貌引诱战略为调控其他碳簇，如富勒烯聚合物的定点组装提供了普适模板，推动其于量子器件与能源质料中的实用化。

相干论文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202505101

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