本报讯   1月12日，中国科大朱彦武教授团队在《自然》杂志上发表论文，报道了在常压条件下通过化学电荷注入技术，将富勒烯C60分子晶体转变为聚合物晶体和长程有序多孔碳（LOPC）晶体的相关进展。

LOPC晶体是由C60分子之间通过共价键连接而成的新型人工碳晶体，既具有多孔特性又保留了C60分子晶体的长程有序特征。在该研究中，研究人员实现了其克量级制备，系统表征了其微观结构、谱学特征、结构衍化和电学性质；发展了电荷注入方法辅助实现C60分子间界面的原子级精度调控，为碳基晶体材料研究提供了一种“拼乐高”式的制备技术。

在前期研究基础上，团队利用氮化锂对富勒烯C60分子晶体进行电荷注入，在常压条件下和440-600 ℃范围内将面心立方堆积的C60分子晶体转变为聚合物晶体及LOPC晶体，实现其克量级制备。

研究表明，电荷注入C60分子导致的电偶极矩可在邻近的分子间传递，降低了在反应过程中C60笼间的加成反应势垒；更进一步的反应使得笼间连接部分转变为弯曲的sp2结构，但分子主体位置仍保持良好的长程有序特性。从分子晶体到聚合物晶体和LOPC晶体的结构转变过程中，其室温电导率逐渐升高；电子从局域在单个分子上逐渐发展为远程离域特性。

值得注意的是，团队通过基于机器学习和神经网络的结构搜索进一步发现，长程有序多孔碳晶体代表了一大类从富勒烯分子晶体到石墨类碳晶体转变过程中的亚稳态晶体结构，其具体结构种类可能是一个非常庞大的数目。

中国科大潘飞特任副研究员（实验）、倪堃特任副研究员（理论）、东南大学徐涛副教授（球差电镜表征）为该论文共同第一作者。韩国基础科学研究所Rodney. S. Ruoff教授、中国科大朱彦武教授为共同通讯作者。

（化学与材料科学学院  合肥微尺度物质科学研究中心）