Вверху: схема связей атомов углерода. Внизу – изображение, полученое с электронного микроскопа.

Учёные из Марбургского университета в Германии и университета Аальто в Финляндии получили новый материал из углерода – такой же тонкий, как графен, но состоящий из квадратов, шестиугольников и восьмиугольников, образующих упорядоченную решётку. Работа опубликована в журнале Science.

Углерод может существовать в различных формах. Кроме давно известных алмаза и графита, в последнее время учёные находят его новые формы с удивительными свойствами. К примеру, графен толщиной в один атом – это тончайший из известных материалов. Его необычные свойства делают его кандидатом на такие интересные варианты применения, как электроника будущего и высокотехнологичные инженерные проекты. В графене каждый атом соединяется с тремя своими соседями, что даёт сеть из шестиугольных сот. В теории атомы углерода могут порождать и другие плоские ячеистые структуры, соединяясь с тремя соседними атомами.

Но только теперь один из этих теоретических материалов был получен на практике. Его структуру подтвердили при помощи сканирующего электронного микроскопа. Оказалось, что электрические свойства нового материала отличаются от свойств графена.

Новая бифениленовая сеть – так назвали эту структуру – имеет свойства металла. Узкие полоски шириной в 21 атом ведут себя, как металл, при том, что графен такого размера проявляет полупроводниковые свойства. Профессор Майкл Готфрид, руководитель команды учёных, сказал, что такие полоски можно будет использовать в качестве проводников в будущих углеродных электронных устройствах. Ведущий автор работы Китанг Фан говорит, что эта сеть также может служить превосходным материалом для анодов в литий-ионных аккумуляторах, превосходя по ёмкости графеновые.

Материал в лаборатории собирают из содержащих углерод молекул на чрезвычайно ровной золотой поверхности. Сначала молекулы выстраиваются в цепочки из связанных шестиугольников, а последующая реакция связывает их вместе, порождая квадраты и восьмиугольники. Пока что команда учёных работает над способом получения крупных пластин из такого материала. Исследователи надеются, что примененный ими метод можно будет использовать для открытия других необычных углеродных решёток.