Carbin - karbon hiji diménsi
Salaku jurnal Nature Materials dilaporkeun dina Oktober 2016, élmuwan ti Fakultas Fisika di Universitas Wina geus junun manggihan cara nyieun carbine stabil, i.e. Karbon hiji diménsi, nu dianggap malah leuwih kuat batan graphene (karbon dua diménsi).
Masih dianggap salaku harepan hébat sarta harbinger revolusi material, malah saméméh éta jadi kanyataan dina téhnologi, graphene bisa geus dethroned ku misan basis karbon - Carbin. Itungan némbongkeun yén kakuatan tensile of carbyne dua kali leuwih luhur batan graphene, bari rigidity tensile na tetep tilu kali leuwih luhur batan inten. Carbyne (sacara téoritis) stabil dina suhu kamar, sareng nalika untaianna disimpen babarengan, aranjeunna motong dina cara anu tiasa diprediksi.
Ieu mangrupa wangun alotrop karbon nu mibanda struktur polialkuna (C≡C)n, nu atom-atomna ngabentuk ranté panjang kalayan beungkeut tunggal jeung rangkep tilu atawa beungkeut rangkap akumulasi. Sistem sapertos kitu disebut struktur hiji diménsi (1D) sabab teu aya anu sanés napel kana filamén anu kandel hiji atom. Struktur graphene tetep dua diménsi, sabab panjang tur lega, tapi lambaranana ngan hiji atom kandel. Panalungtikan anu dilakukeun sajauh ieu nunjukkeun yén bentuk carabiner anu paling kuat nyaéta dua benang anu saling nyambungkeun (1).
Dugi ka ayeuna, sakedik dipikanyaho ngeunaan karbin. Astronom nyebutkeun éta munggaran dideteksi dina meteorites jeung lebu interstellar.
Mingji Liu sareng tim di Rice University parantos ngitung sipat téoritis karbin anu tiasa ngabantosan dina panalungtikan empiris. Para panalungtik nampilkeun analisa nyandak kana tés pikeun kakuatan tensile, kakuatan flexural sareng deformasi torsional. Aranjeunna ngitung yén kakuatan spésifik carbyne (nyaéta rasio kakuatan ka beurat) aya dina tingkat anu teu pernah aya (6,0-7,5 × 107 N∙m / kg) dibandingkeun sareng graphene (4,7-5,5. 107 × 4,3 N∙m / kg), nanotube karbon (5,0-107×2,5 N∙m/kg) jeung inten (6,5-107×10 N∙m/kg). Megatkeun beungkeut tunggal dina ranté atom merlukeun gaya ngeunaan 14 nN. Panjang ranté dina suhu kamar kira XNUMX nm.
Nambihan gugus fungsi CH2 tungtung ranté carbine bisa pulas kawas untaian DNA. Ku "ngahias" ranté carabiner kalawan rupa-rupa molekul, sipat séjén bisa dirobah. Penambahan atom kalsium tangtu nu ngabeungkeut atom hidrogén bakal ngahasilkeun bolu gudang hidrogén dénsitas luhur.
Hiji sipat metot tina bahan anyar nyaéta kamampuhan pikeun ngabentuk beungkeut kalawan ranté samping. Prosés ngabentuk jeung megatkeun beungkeut ieu bisa dipaké pikeun nyimpen jeung ngaleupaskeun énergi. Ku kituna, carabiner a bisa ngawula ka salaku bahan panyimpen énérgi pisan efisien, sabab molekul na diaméterna hiji atom, sarta kakuatan bahan hartina bakal sababaraha kali ngabentuk jeung megatkeun beungkeut tanpa résiko pegatna. molekul sorangan ngarecah.
Sadayana nunjukkeun yén manjang atanapi twisting carabiner ngarobih sipat listrikna. Theorists malah ngusulkeun nempatkeun husus "handles" dina tungtung molekul, nu bakal ngidinan Anjeun pikeun gancang sarta gampang ngarobah konduktivitas atawa band gap of carbyne.
2. A ranté tina carabiners jero struktur graphene
Hanjakalna, sadaya sipat karbin anu dipikanyaho sareng henteu acan kapendak bakal tetep ngan ukur téori anu saé upami urang teu tiasa ngahasilkeun bahan murah sareng dina jumlah anu ageung. Sababaraha laboratorium panalungtikan ngalaporkeun nyiapkeun karbine, tapi bahanna kabuktian teu stabil pisan. Sababaraha kimiawan ogé yakin yén lamun urang nyambungkeun dua untaian carabiner a, bakal aya bitu. Dina April taun ieu, aya laporan ngeunaan ngembangkeun carabiner stabil dina bentuk threads jero "dinding" struktur graphene (2).
Panginten metodologi Universitas Wina anu disebatkeun di awal mangrupikeun terobosan. Urang kudu manggihan geura-giru.
