Карбін - аднамерны вуглярод
Як паведамляў у кастрычніку 2016 года часопіс «Nature Materials», навукоўцам з фізічнага факультэта Венскага ўніверсітэта ўдалося знайсці спосаб вырабу стабільнага карабіна, г.зн. Аднамерны вуглярод, які, як лічыцца, валодае нават большымі магчымасцямі, чым графен (двухмерны вуглярод).
Графен, які ўсё яшчэ лічыцца вялікай надзеяй і прадвеснікам матэрыяльнай рэвалюцыі, яшчэ да таго, як ён стаў рэальнасцю ў тэхналогіі, ужо можа быць скінуты з пасаду сваім вугляродным стрыечным братам. Карбин. Разлікі паказалі, што трываласць карбіна на расцяжэнне ў два разы вышэй, чым у графена, а яго калянасць на расцяжэнне застаецца ў тры разы вышэй, чым у дыямента. Карбін (тэарэтычна) стабільны пры пакаёвай тэмпературы, і калі яго ніткі захоўваюцца разам, яны прадказальна перасякаюцца.
Гаворка ідзе пра алатропную форму вугляроду са структурай полиалкина (C≡C)n, у якой атамы ўтвараюць доўгія ланцужкі з якія чаргуюцца адзінарнымі і патройнымі сувязямі або назапашанымі падвойнымі сувязямі. Такая сістэма называецца аднамернай (1D) структурай, таму што да ніткі таўшчынёй у адзін атам больш нічога не прымацавана. Структура графена застаецца двухмернай, бо ён доўгі і шырокі, але ліст мае таўшчыню ўсяго ў адзін атам. Даследаванні, праведзеныя да гэтага часу, мяркуюць, што самая трывалая форма карабіна будзе складацца з двух пераплеценых адзін з адным нітак (1).
Да нядаўняга часу аб карабіне было мала што вядома. Астраномы кажуць, што ўпершыню ён быў знойдзены ў метэарытах і міжзоркавага пылу.
Мінджы Лю і каманда з Універсітэта Райса разлічылі тэарэтычныя ўласцівасці карабіна, якія могуць дапамагчы ў эмпірычных даследаваннях. Даследнікі прадставілі аналіз з улікам выпрабаванняў на трываласць на расцяжэнне, трываласць на выгіб і дэфармацыю пры кручэнні. Яны падлічылі, што ўдзельная трываласць карбіна (т.е. трываласць па стаўленні да вагі) знаходзіцца на беспрэцэдэнтным узроўні (6,0-7,5×107 Н∙м/кг) - у параўнанні з графенам (4,7-5,5, 107×4,3 Н∙м/кг), вугляродныя нанатрубкі (5,0-107×2,5 Н∙м/кг) і алмазныя (6,5-107×10 Н∙м/кг). Разрыў адзінарнай сувязі ў ланцужку атамаў патрабуе прымянення сілы каля 14 нН. Даўжыня ланцуга пры пакаёвай тэмпературы складае каля XNUMX нм.
даданнем функцыянальная група CH2 канец карбінавай ланцугі можа быць закручаны падобна ніткі ДНК. «Упрыгожваючы» карабінавыя ланцугі рознымі малекуламі, можна змяніць і іншыя ўласцівасці. Даданне пэўных атамаў кальцыю, якія звязваюцца з атамамі вадароду, прывядзе да ўтварэння губкі высокай шчыльнасці для захоўвання вадароду.
Цікавай уласцівасцю новага матэрыялу з'яўляецца здольнасць утвараць сувязі з бакавымі ланцугамі. Працэс фарміравання і разрыву гэтых сувязей можна выкарыстоўваць для назапашвання і вызвалення энергіі. Такім чынам, карабін можа служыць вельмі эфектыўным матэрыялам для захоўвання энергіі, бо яго малекулы маюць дыяметр аднаго атама, а трываласць матэрыялу мяркуе, што можна будзе шматкроць утвараць і раздзіраць сувязі без рызыкі разбурэння. сама малекула распадаецца.
Усё паказвае на тое, што расцяжэнне ці скручванне карабіна змяняе яго электрычныя ўласцівасці. Тэарэтыкі нават прапаноўвалі размяшчаць на канцах малекулы спецыяльныя "ручкі", якія дазвалялі б хутка і лёгка змяняць праводнасць або шырыню забароненай зоны карбіну.
2. Ланцужок карабінаў усярэдзіне графенавай структуры
Нажаль, усе вядомыя і пакуль не адчыненыя ўласцівасці карабіна застануцца толькі прыгожай тэорыяй, калі мы не зможам вырабляць матэрыял танна і масава. Некаторыя даследчыя лабараторыі паведамілі аб падрыхтоўцы карабіна, але матэрыял аказаўся вельмі нестабільным. Некаторыя хімікі таксама лічаць, што калі мы злучым дзве ніткі карабіна, адбудзецца выбух. У красавіку гэтага года з'явіліся паведамленні аб распрацоўцы стабільнага карабіна ў выглядзе нітак усярэдзіне «сценак» графенавай канструкцыі (2).
Магчыма, згаданая ў пачатку методыка Венскага ўніверсітэта з'яўляецца прарывам. Мы павінны хутка пазнаць.
