元素百科向您介绍石墨炔正在全球形成新的研究领域。由于其优异的化学稳定性和半导体性能，石墨炔被称为最稳定、最合成的碳同素异形体，预计将广泛应用于电子产品中，而不是半导体材料硅。石墨炔的成功制备已于2010年实现，但低成本、大批量、高质量的生产工艺尚未成熟。因此，国家自然科学基金委员会将“二维碳石墨炔可控制备与性质”项目纳入“十三五”第一批重大项目，大力支持相关科研团队。
优秀的石墨炔性能被寄寄予厚望
据了解，石墨炔是一种富含碳化学键的二维平面网络结构的全碳分子。研究发现，石墨炔具有明显的带间隙，其具体值（1.22EV）与硅（1.11EV）非常相似，因此导电性与硅相似，促进了光电的有效转换。与石墨烯相比，石墨炔更适合场效晶体管，可能成为硅电气设备的理想替代材料。
研究表明，石墨炔在能源、催化、光学、电气、光电子设备等领域具有巨大的应用潜力。石墨炔作为中国独立知识产权的新材料，在世界上产生了重要的影响，正在形成全球新的研究领域。
我国石墨炔实现人工合成
目前，石墨炔不仅在学术界备受关注，而且在商业界也对其应用研究感兴趣。随着富勒烯、碳管、石墨烯等碳材料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。
2010年，通过不断努力，中国科学院化学所有机固体重点实验室在世界上首次通过化学方法获得全碳材料。从表面化学反应与固态生长合成化学相结合的新视角，在铜表面合成了具有本征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。
据了解，目前，中国研究人员通过控制石墨烯的生长和物理剥离，努力获得石墨炔的单层结构，美国、加拿大、日本、澳大利亚、德国等国际研究小组也进行了研究，使石墨炔研究进入了快速发展的轨道。然而，业内专家也表示，实现石墨炔的单一合成、大规模制备和工业化似乎还有待时间。
明确石墨炔目标敲定的重点
基金委员会发布的《二维碳石墨炔控制备与性质重大项目指南》（以下简称《指南》）提出了“十三五”期间二维碳石墨炔控制备与性质探索的具体目标。一是掌握高质量二维碳石墨炔基材料大面积、高取向膜的可控制备方法；二是实现二维碳石墨炔单层膜的可控合成和原子相分辨率结构探测；二是研究二维碳石墨炔材料的能带和结构调节机制、性质和应用；最后，开发二维碳石墨炔的模拟、表征和理论计算方法。
为了实现上述目标，本指南强调了以下研究重点：一是开发高效、低成本、重复的合成方法，探索制备单层石墨炔膜的新方法和技术；二是研究和揭示石墨炔的形成和生长机制及其规律，指导合成反应和新性质、新功能的设计和优化，实现单层石墨炔膜和少数层石墨炔结构的模拟计算和表征；第三，研究二维石墨炔有序结构中载流子、能量和光子的转移和传输过程，探索复杂极端化学反应下物质进化的过程和规律；第四，探索石墨炔的新应用，开发石墨炔基复合材料，调节其结构和功能。
