刘冰冰团队在《Nature》上发表的非晶碳材料研究有何突破？

问题描述

精选答案

刘冰冰团队的这项研究究竟取得了哪些令人瞩目的突破呢？

结构调控突破

传统非晶碳材料结构无序且难以精确控制。刘冰冰团队成功实现了对非晶碳材料原子尺度结构的精确调控，通过先进实验手段与理论计算，明确了特定外界条件与非晶碳结构演变的关联。例如在高温高压极端条件下，能精准引导原子重排，形成具有独特短程和中程有序结构的非晶碳，这是以往研究未达到的高度。

性能提升突破

在力学性能方面，新结构非晶碳材料硬度和韧性大幅提升。与普通非晶碳相比，其硬度可提高数倍，能承受更大压力而不发生破坏，在耐磨涂层等领域有巨大应用潜力。电学性能上，团队制备的非晶碳展现出优异导电性和独特电学响应特性，为开发新型电子器件提供了可能。

应用拓展突破

该研究成果拓展了非晶碳材料的应用范围。在航空航天领域，其高硬度和低密度特性可用于制造飞行器关键部件，减轻重量同时提高性能。在生物医学领域，良好的生物相容性使其有望用于制造生物传感器等植入式医疗设备。