碳材料家族又添两位新成员

发布时间:2024-09-08 11:20:41 来源: sp20240908

原标题:碳材料家族又添两位新成员

【科技前沿】

本报上海12月3日电(记者孟歆迪)碳材料家族又添两位新成员:通过对两种分子实施“麻醉”和“手术”,同济大学材料科学与工程学院许维教授团队首次成功合成分别由10个或14个碳原子组成的环型纯碳分子材料。日前,国际学术期刊《自然》在线发表了这一最新科研成果,论文题为《表面合成芳香性环型碳C10和C14》。这项研究首次成功精准合成了两种全新的碳分子材料(碳同素异形体),即芳香性环型碳C10和C14,并精细表征了它们的化学结构,这两种合成的新颖碳结构有望应用于未来的分子电子学器件中。

在研究中,团队采用了不同于C18的将环状碳氧化合物作为前驱体的合成路线,创新性地设计了全卤化萘(C10Cl8)和蒽(C14Cl10)两种前驱体分子。将这两种分子放在“手术台上”(氯化钠薄膜)并将其“麻醉”(液氦4.7K冻住),而后利用STM针尖作为“手术刀”对其进行“手术”(原子操纵),进而诱导两种分子完全脱卤并伴随发生反伯格曼开环反应,最终成功在表面上合成了两种芳香性环型碳C10和C14。化学键分辨的原子力显微镜表明,不同于此前C18的聚炔型结构,C10和C14均具有累积烯烃型的结构。团队进一步通过理论计算发现,这两位碳材料家族的新成员并非拥有完全一致的特性,C10完全没有键长交替,而C14作为从累积烯烃型C10到聚炔型C18的过渡态,存在一个非常小的键长交替,尚未达到单键和三键的形式,从实验上也无法分辨出来。

许维表示,这项研究工作推动了环型碳领域的发展,提出的表面合成策略有望成为一种合成系列环型碳的普适性方法。同时,合成的环型碳有望发展成为新型半导体材料,并在分子电子器件中有着广阔的应用前景。

(责编:罗知之、陈键)

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高质量发展调研行|石头荒山“蝶变”重焕新生 “两山”故事生动体现 - 把党组织建在产业链上

高质量发展调研行|石头荒山“蝶变”重焕新生 “两山”故事生动体现

发布时间:2024-09-08 11:20:43 来源: sp20240908

  央视网消息:云南红河州弥勒市的太平湖畔,景色宜人、环境优美,不少游客慕名而来。但您可能想不到,8年之前,太平湖地区还只是一片荒漠化严重的石头山。当地究竟用了什么样的方法,在短短几年里让荒山披绿、石漠开花,生态文明建设结出了累累硕果?

  碎石覆土——石漠化治理进行时

  在云南省弥勒市的太平湖森林小镇,两台大型机械忙碌着。这可不是施工现场,是工作人员正在对这片重度石漠化的山地进行生态治理修复,修复的第一步就是要清理这些碎石块重新平整土地。

  正在施工的石山荒地仅占很小一部分,与之形成鲜明对比的是大片的湖光山色与生态绿地。太平湖地区的生态治理工作从2016年开始,现在已经有超过4500亩土地彻底完成石漠化治理。现在,太平湖森林小镇环山抱水,目之所及到处都是绿意盎然。

  模拟装置还原石漠化“缺水少土”

  整片太平湖地区都属于喀斯特地貌,生态系统相对脆弱。在气候多雨和植被破坏的双重叠加之下,造成土壤大量流失,岩石大面积裸露在外,这种土地退化现象叫做石漠化,也被称为“土地的癌症”。

  如果石漠化不加以治理会给这个地区带来什么后果?通过一个实验来了解一下,这个装置里放置着石头地里收集的石块和土壤,简易还原了石漠化土地。向装置中倒水,模拟自然界的大雨,会发现,破碎的岩石几乎完全无法储存雨水,甚至岩缝中稀少的土壤都会随之被冲走。缺水又少土,何谈一方水土能养活一方人?土地的贫瘠带来了当地的贫穷。乡亲们说,之前只能在石缝里勉强种植耐旱作物,艰难地在“石头窝里讨生计”。

  “客土改良”推动石头荒山重焕生机

  太平湖地区又是如何摆脱石漠化,让土地重新焕发生机的?请看第二个装置,这里面模拟了当地进行“客土改良”的土地层次。在平整后的石头地铺上异地的泥土,增加沙土和营养物质进行土壤改良,改变土壤物理结构后再次种植、恢复植被。在经历了“客土改良”“植苗造林”以及“环湖整治”三个阶段,原本贫瘠的太平湖地区华丽转身,成为了以“生态”为招牌的特色小镇。

  太平湖蝶变 “两山”故事的生动体现

  在生态治理成果的基础上,将绿水青山转化为金山银山,太平湖走出一条适合自己的道路。

  从最初打造花海美景和大地艺术吸引游客观赏打卡,再到打造房车、帐篷营地等休闲设施丰富旅游体验,近年来,石漠化公园、蔬果采摘园等基地的建立,也跟上了生态研学的热潮。

  太平湖畔每年都有新变化,不断探索农文旅融合发展的新业态。园区方提供的最新数据显示,2024年暑假期间,来到这里享受“生态度假”的游客总人数已经突破了23万人次。

  火旺的人气带动了周边地区整体发展,也持续带动着区域内的乡村振兴。据了解,小镇中500多名固定员工大多都是来自周边村子的乡亲们。在不远处的小太平村,2024年春节期间,全村各项旅游收入就已经超过了36万元。这里的乡亲们摆脱了在“石头窝里讨生计”的困境,实现了“望得见青山、看得见绿水、留得住乡愁”的美好愿景。

  现在,太平湖片区已经被规划为弥勒市副中心城区之一,这也是将石头山变为“绿水青山”再转化成“金山银山”的催人奋进的真实写照。 【编辑:胡寒笑】