元素百科信息频道：本文主要讲科学家发现了五边形石墨烯新结构的文章。中国、美国和日本的科学家最近发现了一种新的碳结构——五边形石墨烯。这种由碳五元环组成的二维结构有望成为一种新型的碳材料。一旦制备出来，其性能可能会超过导体石墨烯，在电子、生物医学和纳米技术领域具有广阔的应用前景。这一发现引起了国际科学界的高度关注。
通过计算模拟研究，北京大学应用物理与技术研究中心王倩教授、中国科学院上海技术物理研究所陈颖双研究员、美国和日本合作伙伴发现，只有碳五元环也可以形成准二维亚稳碳结构，其投影类似于一种名为“开罗五边形瓷砖”的装饰图案，他们将这种新的二维结构命名为五边形石墨烯。
以前发现的碳材料大多以碳六元环为主要结构基元，有时与五边形连接，后者通常被认为是拓扑缺陷，只有碳五元环作为碳材料的结构基元尚未发现，新材料完全是二维五边形碳同素异形体。这一发现丰富了人们对碳结构的理解。目前，这种新型的碳同素异形体五边形石墨烯已被包括在“维基百科全书”中。
分子动力学模拟表明，五边石墨烯能承受727℃的高温，并具有与石墨烯相当的超高力学强度。同时，五边形石墨烯也有一个很大的内带间隙，这使得基于五边形石墨烯的半导体很容易打开和关闭，而不需要像石墨烯那样通过化学或物理装饰来打开带间隙，这也是石墨烯在电子设备中应用的障碍之一。此外，这种五边形石墨烯不仅可以卷成以五元碳环为结构基础的半导体碳纳米管，还可以堆叠成稳定的三维碳块体结构，比碳T12相具有更大的带隙和更大的体弹性模量。
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