Language
Country/Area
No result found
石炭的秘密：為什麼它被稱為無定形碳？
在自然界中，碳以多種形式存在，這些形式包括我們熟悉的石墨和鑽石。然而，對於無定形碳這一概念，許多人可能並不熟悉。無定形碳實際上並非一種特定的物質，而是一類具有共同特徵的碳材料，其主要特點是不具晶體結構。
無定形碳簡單來說就是自由且反應性強的碳，它沒有晶體結構。
煤的化學成分
在礦物學中，無定形碳的名稱主要用於描述煤、碳化物衍生碳及其他不純的碳形式，這些形式均不屬於石墨或鑽石。這些材料在結晶學上，其實並不完全無定形，而是以石墨或鑽石的多晶材料排列於無定形碳基質中。
現代科學中的應用
隨著20世紀下半葉現代薄膜沉積和生長技術的發展，比如化學氣相沉積、濺射沉積和陰極弧沉積技術，如今可以製造出真正的無定形碳材料。真正的無定形碳含有局部的π電子，其鍵結長度和距離與碳的其他同素異形體不一致。
它還含有高濃度的懸空鍵，這使得在使用衍射進行測量時，原子間距的偏差超過了5%。
無定形碳的特性
無定形碳薄膜的性質取決於沉積過程中的參數，而其主要特徵在於sp2和sp3雜化鍵的比率。石墨由純粹的sp2雜化鍵組成，而鑽石則由純粹的sp3雜化鍵組成。高含量的sp3雜化鏈接的材料被稱為四面體無定形碳，這是因為sp3雜化鍵形成了四面體結構。
高sp3雜化鍵的無定形碳具有與鑽石相似的許多物理性質。
Q-碳的探索
Q-碳，即快速冷卻的碳，是一種被宣稱為無定形碳的材料，據說它具有鐵磁性、電導性、硬度超越鑽石，還能展現出高溫超導性。這種材料於2015年由北卡羅來納州州立大學的研究小組發現，並發表了多篇關於其合成和特性的研究論文。
然而，迄今沒有獨立的實驗確認該物質及其屬性。
未來的研究方向
雖然Q-碳的研究仍在持續，但其所宣稱的特性仍待進一步驗證。許多研究者正在開展關於無定形碳材料特性的研究，意圖擴展其應用範圍。
無定形碳的探索正進一步擴大我們對碳的認識，這不僅是材料科學上的創新，也可能為未來的技術提供全新的方向。然而，這些材料在實際應用中是否能真正釋放其潛力，仍然是一個值得我們深入思考的問題嗎？
