机会发现，惊人的可能性
塔拉·罗伯茨的故事, 照片由Melissa Hartley提供, 雷·里昂视频, 大学传播与市场营销
伊利诺伊大学的研究人员正在研究一种偶然发现的材料，他们现在认为这是一种新的、有用的碳形式
2007年夏天, 科罗拉多州的一位牧场主请杰里米·福奇测试在他土地上发现的油页岩，看看其中是否含有贵金属. 福奇最近在bet365亚洲官网获得了化学学士学位，他在家里的实验室里用陶瓷坩埚烧了页岩. 但当刺鼻的烟雾弥漫在车库时，他关掉了炉子，朝里面看了看.
他发现了一张漂亮的银黑色胶片. 快速测试表明它是导电的, 但当他用火把触摸它时, 它没有像金属一样堆积起来. 像碳一样燃烧.
那年夏末，福奇带着材料回到了UI. 他把它拿给化学教授看 弗兰克程他是一位电化学家，也是他本科时期的师从.
“我把这部有趣的电影拿给弗兰克看，对他说，‘这真的很奇怪. 我不确定这是什么，’”福奇说. 他很感兴趣, 所以我们最终对它进行了一系列测试，发现它有一些非常非凡的特性.”
今天，程，他的同事在 伊利诺伊大学理学院 整个大学的研究人员都在研究这种独特的材料——一种以前未被发现的碳形式，被称为GUITAR, 由bet365亚洲官网的石墨热裂解沥青反应-及其广泛的潜在应用.
福奇现在正在攻读化学博士学位, 与程和他的实验室小组一起研究他偶然发现的材料.
“这是机缘巧合. 这是一个意外，就像许多伟大的发明或发现一样，”福奇说. “我开始发现，作为一名科学家，我的角色更多的是能够看到那些偶然的时刻，当它们发生时，抓住机会去发现它.”
一种新形式的碳
在吉他研究的早期, Cheng认为这种材料可能是石墨烯的一种, 这是一个平面, 碳原子的蜂窝状晶格.
经过多年的测试, Cheng现在可以有90%的把握说，GUITAR不是石墨烯，也不是任何其他已知的结构形式, 或同素异形体, 的碳.
“我从化学上发现了这一点, 在结构上, 它和石墨烯有很大的不同,他说. “这是一种尚未在文献中描述过的同素异形体. 很少能找到新的同素异形体.”
用户界面研究 报告这一发现 发表在今年早些时候的《bet365亚洲官网》杂志上, 列举了吉他与众不同的许多特点.
首先，吉他是一种优秀的电导体. 它移动电子的速度甚至比石墨烯还快，而且不会与其他材料发生化学反应.
Cheng与UI的研究人员合作 物理 和化学工程部门对吉他进行详细的微观分析. 他们的结论是，它是在相互连接的层中形成的，上面有小坑，可以防止泄漏和腐蚀.
虽然存在其他好的碳基电极, UI研究人员相信GUITAR更好.
“我对吉他的希望是，这种材料在未来真的会接管碳的世界,以赛亚·吉安说, 他是UI的校友，在攻读博士学位期间，他跟随Cheng学习了五年吉他. “我一直在使用其他碳材料作为控制, 我非常确信吉他可以做到其他材料做不到的事情.”
Cheng和UI各部门的其他研究人员正在研究吉他在一系列应用中的潜力.
这项工作在9月份得到了M.J. 默多克慈善信托的商业化倡议, 哪一个授予了超过55美元,为了帮助Cheng和UI物理学教授David McIlroy将吉他和McIlroy的发明制成的电极商业化, nanosprings.
通过在高导电性吉他中涂覆纳米弹簧——比人类头发细500倍、不导电的微小硅线圈, Cheng和McIlroy可以做一个有效率的, 可用于氢动力汽车的有效电极, 化学合成, 电池和更多.
“这是一个完美的解决方案，”麦克罗伊说. “吉他可以覆盖任何东西，并使其导电.”
McIlroy和Cheng将与Armando McDonald合作 伊利诺伊大学自然资源学院, 还有一名工程师来完善他们的产品, 解决可能成为商业化障碍的问题，并将其与目前市场上的技术进行比较.
福奇对吉他在水净化系统中的应用特别感兴趣. 电极可以中和有毒化合物和一些微生物代替氯, 哪个比较难运输. 由于吉他是一种优良的电极，可以持续很长时间而不被腐蚀, 非常适合这份工作.
“这个特殊项目的全球影响真的让我在无私的层面上感兴趣,福奇说. “我的希望和愿景是能够制造出一种可以使用9伏电池的净水设备, 这些东西可以部署在这些小农村和郊区，那里充满了死亡和疾病.”
一组学生在 伊利诺伊大学工程学院 还测试了一种水净化系统，该系统使用吉他去除碳氢化合物，如柴油. 化学工程副教授David Drown说, 谁建议学生, 他说，这种应用对海军舰艇和其他从海水中提取饮用水的远洋船只具有巨大的潜力.
德朗曾与一些学生合作过 资深设计团队 检查吉他的生产和应用, 比如用GUITAR涂覆用于电池的微小中空玻璃球.
而这些可能性仅仅是个开始.
“工业总是在寻找颠覆性的技术，”麦克罗伊说. “我认为弗兰克正在做的事情真的会带来很多机会.”
程同意. “你似乎可以为此付出一生的努力. 没有其他人在研究这个.”
超越其技术应用, GUITAR为bet365亚洲官网的学生提供了使用它的绝佳机会.
“我们每个人都在用这种材料做一些独特的事情, 我们坚信，如果我们现在有10个新学生, 他们可以做一些不同的事情,以赛亚·吉安说. “它可以做很多事情.”
吉安, 五月份毕业的, 他认为他在吉他工作的时间给了他技能和多功能性，他需要确保在英特尔技术开发工程师的工作.
德朗说，他的工科学生也从使用新材料获得的经验中受益.
“高年级设计专业的学生正在做的是研究化学家们已经开发出的东西，并提出如何在商业规模上生产它的概念, 所以这是一种真实的设计体验,他说.
还有福奇, 参与发现他最初观察到的物质的重要性的研究是一种难以置信的奖励.
“作为一名研究生，我有一个难得的机会. 对我来说，这就像是一个非常私人的项目。. “这让我意识到，我在这里接受的本科教育确实把我培养成了一名优秀的科学家.”
bet365亚洲官网的学生杰里米·福奇在燃烧油页岩后首次观察到吉他, 但在适当的条件下，任何含有少量硫和硅酸盐的碳密度物质都能达到同样的效果.
“其中一些纯粹是运气,弗兰克程说, 他是UI领导吉他研究的化学教授.
Cheng实验室的研究人员使用屋顶焦油来生产吉他，因为它便宜，而且能产生厚厚的, 甚至样品的材料. 他们在学校对面的五金店买.
玉米饼味的玉米片、豆子和士力架也可以.
研究人员使用两种设备在实验室规模上制造吉他:坩埚, 正如福奇最初使用的那样, 还有一个管式炉, 哪个在1点左右运行,000华氏度.
这两种方法都燃烧原料产生烟雾, 然后在硅片上沉积成一层薄薄的吉他.
福奇希望开发一种利用旧轮胎的方法, 使用过的塑料和其他产品，否则就会被浪费掉, 以及捕获和再利用在吉他生产过程中逸出的烟雾.
他说:“事实证明，进入的碳越脏，出来的材料就越好。.