▲大面积石墨炔薄膜

▲宏量制备高纯度石墨炔

▲二维碳石墨炔的结构模型

　　石墨炔是一种新的碳同素异形体，其丰富的碳化学键，大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性和半导体性能一直吸引着科学家的关注。随着富勒烯、碳管及石墨烯等碳材料陆续通过物理方法成功制备，如何制备石墨炔一直是科学研究的焦点。

　　近年来，中国科学院化学研究所有机固体重点实验室研究员李玉良带领团队从表面化学反应结合固态生长合成化学的新视角出发，首次在铜表面上合成了具有本征带隙sp杂化的二维碳的新同素异形体石墨炔，开辟了人工化学合成碳同素异形体的先例。

　　首次化学合成

　　上世纪90年代，中科院化学所有机固体实验室在中科院院士朱道本带领下开展了碳材料富勒烯研究。

　　据介绍，碳具有sp3、sp2和sp三种杂化态，通过不同杂化态可以形成多种碳的同素异形体。例如，通过sp3杂化可以形成金刚石，通过sp3与sp2杂化则可以形成碳纳米管、富勒烯和石墨烯等。

　　由于具有sp杂化态的碳碳三键具有线性结构、无顺反异构体和高共轭等优点，科学家一直渴望能够获得具有sp杂化态的碳的新同素异形体，并认为该类碳材料具备优异的电学、光学和光电性能，并将成为下一代新的电子和光电器件的关键材料。

　　2004年，英国曼切斯特大学的研究人员用透明胶带粘下一层层石墨层，最终获得了一个碳原子厚度的石墨烯。随后，他们发现，单层石墨烯硬度高，却有很好的韧性，是当时已知导电性能最好的材料。常温下高达15000 cm2·V-1·S-1的电子迁移率，使得石墨烯成为制造高速晶体管的希望所在。

　　2010年，单层石墨烯已经从实验室逐步走向产业化道路，英国科学家的这项基础工作也获得了诺贝尔物理学奖。

　　就在这一年，中科院化学所有机固体实验室的化学家们，创造了化学合成的方法，制造出另一种新的碳材料——石墨炔。研究人员利用六炔基苯在铜片表面的催化作用下发生偶联反应，成功地在铜片表面上，合成出石墨炔薄膜。

　　这是世界上首次通过化学方法获得的全碳材料，开辟了人工化学合成碳同素异形体的先例，让化学家们深受鼓舞。