想象一个超轻的材料可用于太空、新型汽车电池、高效催化剂、又或是生物医学和神经工程等领域。如此一个有个高比表面积的功能型碳纳米材料，成为近年来一个吸引人的话题。

夏威夷大学玛诺分校物理系Klaus Sattler教授研究组的研究人员在纳米级孔隙下用碳合成了超轻和低密度的泡沫。这个碳纳米泡沫是有史以来最轻的材料之一，它的质量密度仅为80毫克/毫升,大约低于石墨密度的30倍。

碳纳米泡沫的分析由德国比勒费尔德大学Armin Goelzhaeuser教授研究组的博士生Natalie Frese进行。在氦离子显微镜下观察发现，碳纳米泡沫是由内部结构为纳米孔的微珠组成的。电子和电子振动的研究表明,生产出由纯碳形成连续原子网络的纳米泡沫是高质量的。

夏威夷大学毕业生Amanda Bowers和在校生Shelby Mitchell参与了蔗糖溶液热液处理的合成反应，研究人员发现加入的少量萘对泡沫形成产生了成核作用。他们还发现,这个形成的条件是很关键的应用参数。水热碳化过程是有机物质在高温高压反应釜内，通过一个复杂的热力学过程进行转换。

碳材料的制备的原料为蔗糖，并不涉及有毒化学物质，因此可以应用与大范围的领域。这个方法将产生一个高质量纳米结构泡沫，研究表明泡沫由一层一层的石墨层组成的空洞结构。科学界对这样的三维的石墨层支架结构有着极大的兴趣，因为它们通过一个三维排列形式将单层的碳原子薄片结合起来。

Sattler研究组对3D石墨烯结构特别的感兴趣，因为它们可能对电子和机械性能方面有着重大的提升。下一步个工作内容将集中在组合的微调和后处理以及单层碳材料三维结构的计算机模拟理论研究上。

该研究结果已经发表在CARBON上，原论文：Ultralight carbon nanofoam from naphtalene-mediated hydrothermal sucrose carbonization。（本文来源：材料人网）