記者從南京大學(xué)獲悉，南京大學(xué)物理學(xué)院孫建教授團隊與外國科研人員合作，在石墨烯夾層中發(fā)現了一種全新的原子排列結構，改寫(xiě)了氦等簡(jiǎn)單元素只有“最密堆積結構”的認知，闡釋了物質(zhì)“從二維到三維”的演變規律。

　　《美國國家科學(xué)院院刊》4月22日在線(xiàn)發(fā)表了相關(guān)成果。

　　孫建介紹，如果用大量規格相同的玻璃珠裝滿(mǎn)玻璃瓶，你會(huì )發(fā)現這些玻璃珠在每一層都呈現出蜂窩狀的正六邊形結構，這在數學(xué)上被稱(chēng)為“最密堆積結構”。

　　由于這種結構的空間利用率最高，科學(xué)界一度認為，即便在白矮星那樣超高溫、超高壓的極端環(huán)境中，氦這樣的簡(jiǎn)單元素也只能形成這種結構。

　　此次研究中，團隊運用自主開(kāi)發(fā)的人工智能驅動(dòng)軟件，分析了氦、氖、氬三種稀有氣體以及金屬鋁在石墨烯夾層中的狀態(tài)，發(fā)現了不同于“最密堆積結構”的新型晶體結構?！昂?jiǎn)言之，它的每一層不是正六邊形，而是正四邊形?！睂O建說(shuō)。

　　論文通訊作者之一、2016年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者邁克爾·科斯特利茨表示，進(jìn)一步研究發(fā)現，隨著(zhù)溫度升高，石墨烯夾層中的物質(zhì)逐漸熔化，表現出一種不同于常規固態(tài)和液態(tài)的新?tīng)顟B(tài)?！拔覀冞^(guò)去只在單層氦原子等二維系統中發(fā)現過(guò)類(lèi)似特性，通過(guò)此次研究，我們將這一規律拓展到了多層體系?！?/p>

　　“新結構、新?tīng)顟B(tài)，預示這些材料可能具有新奇的性質(zhì)，有待科學(xué)界繼續探究?！睂O建說(shuō)，此次研究揭示了物質(zhì)“從二維到三維”演變過(guò)程中的物理行為與底層機制，為今后開(kāi)發(fā)前沿技術(shù)提供了重要理論參考。（記者陳席元）