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【48812】它是钻石的“兄弟”北大李彦教授抖音科普足球状分子:富勒烯

  你观察过足球的表面吗?它是由少数的正五边形与正六边形组成。1985年,科学家发现碳的另一种的同素异形体富勒烯,它具备与足球类似的形状,引发广泛关注。12月13日晚8:00,北京大学李彦院士做客《高山科学经典》抖音直播间,为网友导读了《完美的对称》一书,介绍了富勒烯这一形状特殊的碳单质,及其发现过程。

  李彦是北京大学化学与分子工程学院博雅特聘教授,国家杰出青年基金获得者。她二十多年来在碳纳米管领域耕耘,作为第一完成人带领团队2021年获国家自然科学二等奖,2018年获教育部自然科学奖一等奖。她还长期兼任ACS Nano副主编,是中国化学会会士、无机化学学科委员会副主任,担任MRS奖励提名委员会等多个国际学术组织的委员。

  在此次《高山科学经典》抖音直播间导读中,李彦首先从碳元素讲起。“碳在元素周期表中是第6号元素,它的电子结构就使得它能够形成的化学键特别的丰富多彩。”她介绍,早在几千年前,人类就认识了金刚石、石墨等比较传统的碳材料,直到1985年才发现了富勒烯,此后人类又发现了碳纳米管、石墨烯、石墨炔等由碳单质构成的物质。

  “每每读到,经常会让我忍不住笑出声来”,李彦在介绍富勒烯的发现时说。她详细梳理了英国天文学家克罗托(Kroto)、美国天文物理学家科尔(Curl)、美国化学家斯莫利(Smalley)从探索宇宙光谱,到发现C60,再到推测出其完美对称的中空足球状分子结构,以及最后的合成和证实等整一个完整的过程。由于这一结构与建筑学家富勒此前设计的一所球状建筑相似,因此以富勒烯命名。三位科学家也于1996年共同获得了诺贝尔化学奖。

  李彦向抖音直播间的网友介绍,富勒烯的出现带动了此后一系列相关科学的发展。如把钾掺入C60,就能制作出高温超导的K3C60;它还以光伏器件中的电子受体材料而被大范围的应用;在这样一个“碳笼”中加入一些金属,因为它有非常强的自旋,还可拿来做“量子比特”;金属富勒烯还可以消除自由基,用作抗癌药物;从富勒烯还又演化出另一类碳物质碳纳米管。她还特别介绍了中国科学家对富勒烯的相关研究成果。

  如此完美对称的足球状分子,宇宙中是不是真的存在?上帝会踢足球吗?李彦介绍,人类已经于2010年在星际尘埃中观测到了富勒烯的存在。此外,在人类生活中的烟灰缸中、写毛笔字用的墨中、松香中都发现了微量的富勒烯。她还介绍了富勒烯工业化生产和提纯的一系列方法。

  此次抖音直播间导读还设有讨论环节,由科普作家孙亚飞主持。科学文化学者、也是中文版《完美的对称》一书的编辑潘涛也来到了现场,共同参与讨论。潘涛表示,在编写该书时,心情是跌宕起伏的,“它不像教科书只告诉你某年某月,哪些科学家发现了什么”。书中对科学家在科研过程中的竞争、激动、沮丧、面对质疑等细节,都进行了精彩呈现。

  据了解,高山科学经典致力于邀请100位知名学者来做导读者、200位知名人士做嘉宾,共同解析科学名著,引领大众科学地阅读,增长对科学的兴趣,提升科学文化素养,让科学融入现代人的生活方式。节目于每周六晚20:00播出,网友可关注抖音账号@高山科学经典 观看回放及预约。

  近年来,慢慢的变多高校教授、学者、院士走进抖音,向公众传播科学知识。《2022抖音知识数据报告》显示,抖音高校直播共21103场,较2021年全年增长46%,观看高校直播的抖音用户达9500万。这一年中,有400位教授、45位院士、4位诺奖得主在抖音分享知识。

  除了导读经典,抖音科普直播还带领用户探索最前沿的知识。在不久前结束的诺贝尔奖颁奖季,抖音“知识前沿派对”邀请了曹则贤、李永乐、郭伟等14位科学家、专家、科普达人讲解诺奖知识,受到网友欢迎。据悉,抖音“知识前沿派对”活动于今年10月1日上线日,包含科学家直播对谈、关键科学热点及时解读、创作者科学内容投稿等,覆盖前沿科学、科技发展、科幻畅想等多重维度。


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