永安煤田发现已知最大天然“碳洋葱”

山海之声VIP

2022-11-07 15:17

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永安煤田发现已知最大天然“碳洋葱”

蔡汉以

2022-11-07

来源：今日永安网 11月3日。记者从中国矿业大学获悉，该校陈义林副教授、秦勇教授、李久庆博士等人在福建永安煤田二叠系煤层中，发现了外径约55纳米的天然洋葱状富勒烯，即“碳洋葱”，这是已知最大的天然“碳洋葱”。相关成果近期发表在我国学术刊物《中国科学：地球科学》上。
据论文第一作者兼通讯作者陈义林介绍，“碳洋葱”是一种巨型富勒烯，由若干层同心球状的石墨壳层嵌套而成，因其与洋葱具有类似的同心多层结构而得名。“实验室环境下早已实现用多种方法制备‘碳洋葱’。科学界一直在寻找天然的‘碳洋葱’。”陈义林告诉记者，根据国内外已有文献，天然“碳洋葱”仅见于碳质球粒陨石、烟煤、冲击金刚石等零星地质样品。
论文共同作者秦勇表示，研究人员在福建永安煤田采集了15件无烟煤样品，鉴定发现其中7件存在“碳洋葱”，并首次发现天然的多核“碳洋葱”。国内外以往发现的天然“碳洋葱”外径不超过50纳米，此次团队发现的“碳洋葱”当中，“个头”最大的外径约55纳米，初步理论计算表明，其包含的碳原子超过200万个。
陈义林表示，“碳洋葱”具有良好的电子、光学、电磁和摩擦学性能，广泛应用于航空航天、能源、生物医药、环境修复等领域。此次团队在煤田发现天然“碳洋葱”，对今后寻找并进一步开发天然“碳洋葱”有启发意义。

附：碳洋葱, 也称为洋葱状富勒烯、碳纳米洋葱、洋葱状碳、巴基洋葱, 是由若干层同心球状的石墨壳层嵌套而成. 因它们与洋葱具有类似的同心多层结构而命名。
碳洋葱可视为多壳巨型富勒烯, 是富勒烯家族中的一员。碳洋葱独特的结构, 使其具有优异的电子、光学、电磁和摩擦学性能, 可广泛应用于航空、航天、能源、电子、汽车、生物医药、环境修复和化工等行业。它们是超级润滑剂、超导、离子电池、超级电容器、传感器、场发射器、催化剂载体和气体吸附剂的理想材料。
永安煤田位于福建省中西部(图1a), 主要含煤地层为中二叠统童子岩组, 童子岩组总体为滨海平原沉积环境(陈泉霖, 2018)。研究区童子岩组总厚度为679--759m, 平均为702.40m, 岩性主要是泥岩、碳质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、煤层或煤线. 童子岩组含煤42--67层, 其中稳定可采煤层3层, 局部可采煤层10层。永安煤田过去存在不少零散分布的小型煤矿, 现大部分已停产关闭。

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