
巴基葱,纳米洋葱碳
巴基葱(buckyonion)是碳的同素异形体,以多层同心球状石墨壳层的嵌套结构形似洋葱得名,是富勒烯家族的重要成员。以下从核心特征展开介绍:
1. 基础定义与发现
由碳原子构成的多层同心球状结构,1992年由巴西同步加速器国家实验室的乌噶(D·Ugarte)首次发现。最多可达数十层,层间距固定为0.34nm(与多层碳纳米管层间距一致)。
2. 结构与形态
微观形态:以纳米级球状/多面体形颗粒为主,存在“熊掌”形、“葫芦”形等聚合体,轴向严格一致,可成串排列;
天然案例:中国矿业大学在福建永安煤田发现外径约55nm的天然巴基葱,含24-46层石墨壳层,形成于岩浆侵入导致的煤变质过程。
3.物理特性
电学特性:表现为半导体特性,尺寸增大时呈金属性倾向;扫描隧道谱显示非线性特征,与单壁碳纳米管相似;
结构稳定性:多层石墨壳层的嵌套结构赋予其优异的力学与化学稳定性。
4. 应用潜力
因独特的纳米结构与电学性能,在单电子器件(如量子点器件)、超级电容器(高比表面积提升储能效率)等领域具有重要应用价值。
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