T-carbon é um novo tipo de estrutura de carbono tridimensional predita por cálculos teóricos pelo professor Gang Su Gang da Academia Chinesa de Ciências há 6 anos. As previsões teóricas da equipe tornam o T-carbon outra nova estrutura tridimensional de carbono que pode competir com grafite e diamante, adicionando novos membros à família de carbono.
Em 2011, Su Gang guiou os candidatos de doutorado para sacrificar Lei, cooperando com o Dr. Yan Qingbo, Professor Fei e Professor Zheng Qingrong. Após um grande número de estudos comparativos, foi proposto que se cada átomo de carbono no diamante cubico for composto por quatro átomos de carbono As unidades estruturais de tetraedro formarão um novo tipo de estrutura de cristal de carbono tridimensional, baseando-se nos primeiros princípios do estudo da teoria funcional da densidade e descobriram que esta estrutura em termos de geometria, energia e dinâmica é extremamente estável , E nomeado este novo carbono carbono-alotropo.
Su Gang e outros mostraram que o carbono-T tem o mesmo grupo espacial que o diamante e é um semicondutor com uma banda larga direta. O carbono T também tem uma característica distintiva, sua densidade é muito pequena, cerca de 2/3 da grafite, O carbono T também tem uma alta dureza. O carbono-T é um material de carbono esponjoso, que possui um grande espaço disponível no interior, se usado para materiais de armazenamento de energia, sua capacidade de armazenamento de hidrogênio não inferior a 7,7 Devido às propriedades únicas acima, o T-carbon terá uma ampla gama de aplicações potenciais nos campos de fotocatálise, adsorção, armazenamento de energia, materiais aeroespaciais e etc. Especialistas na indústria acreditam que este trabalho abre uma nova era de pesquisa de estrutura de carbono.
Após cálculos cuidadosos, Su et al descobriu que o carbono T pode ser facilmente formado sob pressão negativa, e outros estudos demonstraram que o carbono T pode ser observado em poeiras interestelares cósmicas ou planetas extrasolares.
Su Gang disse ao repórter da "China Science News" que depois de completar as previsões teóricas, há muito se dedicou à síntese experimental do carbono-T. "Edison disse que 99% dos experimentos vão falhar, mas certamente haverá alguns ganhos. É gratificante notar que uma equipe de pesquisa conjunta da Universidade Xi'an Jiaotong e da Universidade Tecnológica de Nanyang em Cingapura finalmente se tornou 1% dos sortudos em 2017. Através da irradiação com laser de picossegundo de nanotubos de carbono de paredes múltiplas suspensas em solução de metanol, , Eles conseguiram com sucesso a transição de sp2 para sp3. O estudo estrutural detalhado mostra que o novo material de carbono formado é completamente consistente com o T-carbono predito teórico, o que prova a síntese do carbono-T.
Além disso, a síntese experimental de carbono T não só tem perspectiva atraente na aplicação, mas também tem um importante significado científico. Nos últimos anos, os teóricos propuseram uma variedade de modelos estruturais de carbono, apenas o carbono-T foi sintetizado com sucesso experimentalmente, Esta não é uma mera coincidência. "Os astrônomos observaram há muito tempo que o pó cósmico contém apenas 60% do carbono no sistema solar e há muito se dedicou a estudar o mistério da crise do carbono e a densidade do carbono-T é exatamente Isso parece oferecer a inspiração de que, se a maioria do carbono em pó interestelar for sob a forma de carbono-T, esta é a resposta final a uma questão científica importante, como a crise de carbono? ", Disse Su Gang Repórter "China Science News".
Experiências sobre a absorção de luz do carbono T por uma equipe de pesquisa conjunta da Universidade Xi'an Jiaotong e da Universidade Tecnológica de Nanyang em Cingapura também mostraram que a posição do pico de absorção de luz principal é próxima da do tambor da curva de extinção no pó interestelar. A resposta final a esta questão também Os astrônomos devem confirmar ainda mais através de observações astronômicas que Su-Gang acredita que FAST, o maior telescópio de diâmetro espelho do mundo recém-construído do nosso país, pode desempenhar um papel importante nesse sentido.