Carbin - one-dimensional nga carbon

Ingon sa gitaho sa journal Mga Materyal sa Kinaiyahan sa Oktubre 2016, ang mga siyentipiko gikan sa Faculty of Physics sa Unibersidad sa Vienna nakahimo sa pagpangita sa usa ka paagi sa paghimo sa usa ka lig-on nga carbine, i.e. One-dimensional nga carbon, nga giisip nga mas gamhanan pa kay sa graphene (two-dimensional carbon).

Giisip gihapon nga usa ka dako nga paglaum ug timaan sa materyal nga rebolusyon, bisan sa wala pa kini nahimong usa ka reyalidad sa teknolohiya, ang graphene mahimong matangtang sa trono sa iyang ig-agaw nga nakabase sa carbon - Carbin. Gipakita sa mga kalkulasyon nga ang tensile strength sa carbyne duha ka pilo nga mas taas kay sa graphene, samtang ang tensile rigidity niini nagpabiling tulo ka pilo nga mas taas kay sa diamante. Ang Carbyne (theoretically) stable sa temperatura sa kwarto, ug kung ang mga strand niini gitipigan nga magkauban, sila mag-intersect sa usa ka matag-an nga paagi.

Kini usa ka allotropic nga porma sa carbon nga adunay polyalkyne (C≡C)n structure, diin ang mga atomo nagporma og tag-as nga mga kadena nga adunay alternating single ug triple bond o natipon nga double bond. Ang maong sistema gitawag ug one-dimensional (1D) nga estraktura tungod kay walay laing gilakip sa usa ka atomo nga gibag-on nga filament. Ang istruktura sa graphene nagpabilin nga duha ka dimensyon, tungod kay kini taas ug lapad, apan ang panid usa ra ka atomo ang gibag-on. Ang panukiduki nga nahimo sa pagkakaron nagsugyot nga ang pinakalig-on nga porma sa carabiner mao ang duha ka hilo nga nagdugtong sa usag usa (1).

Hangtod karon, gamay ra ang nahibal-an bahin sa carbine. Ang mga astronomo nag-ingon nga kini unang nakita sa mga meteorite ug interstellar dust.

Mingji Liu ug usa ka team sa Rice University nagkalkula sa teoretikal nga mga kabtangan sa carbine nga makatabang sa empirical nga panukiduki. Gipresentar sa mga tigdukiduki ang usa ka pagtuki nga gikonsiderar ang mga pagsulay alang sa tensile strength, flexural strength ug torsional deformation. Ilang gikalkulo nga ang espesipikong kalig-on sa carbyne (ie strength to weight ratio) naa sa wala pa sukad nga lebel (6,0-7,5×107 N∙m/kg) kumpara sa graphene (4,7-5,5. 107×4,3 N∙m/kg), carbon nanotubes (5,0-107×2,5 N∙m/kg) ug diamante (6,5-107×10 N∙m/kg). Ang pagbungkag sa usa ka bugkos sa usa ka kadena sa mga atomo nanginahanglan usa ka puwersa nga mga 14 nN. Ang gitas-on sa kadena sa temperatura sa kwarto mga XNUMX nm.

Pinaagi sa pagdugang functional nga grupo CH2 ang tumoy sa kadena sa carbine mahimong likuson sama sa usa ka strand sa DNA. Pinaagi sa "dekorasyon" nga mga kadena sa carabiner nga adunay lainlaing mga molekula, ang ubang mga kabtangan mahimong mabag-o. Ang pagdugang sa pipila ka mga atomo sa kalsiyum nga nagbugkos sa mga atomo sa hydrogen moresulta sa usa ka espongha sa pagtipig nga adunay taas nga density sa hydrogen.

Ang usa ka makapaikag nga kabtangan sa bag-ong materyal mao ang abilidad sa pagporma sa mga bugkos nga adunay mga kadena sa kilid. Ang proseso sa pagporma ug pagbungkag niini nga mga bugkos mahimong gamiton sa pagtipig ug pagpagawas sa enerhiya. Sa ingon, ang usa ka carabiner mahimong magsilbi nga usa ka episyente kaayo nga materyal sa pagtipig sa enerhiya, tungod kay ang mga molekula niini usa ka atomo nga diyametro, ug ang kalig-on sa materyal nagpasabut nga posible nga balik-balik nga maporma ug mabungkag ang mga bugkos nga wala’y peligro nga mabungkag. ang molekula mismo naguba.

Ang tanan nagpakita nga ang pag-inat o pagtuis sa carabiner nagbag-o sa mga elektrikal nga kabtangan niini. Gisugyot pa sa mga teorista ang pagbutang og espesyal nga "mga gunitanan" sa mga tumoy sa molekula, nga magtugot kanimo nga dali ug dali nga mabag-o ang conductivity o band gap sa carbyne.

2. Usa ka kutay sa mga carabiner sulod sa graphene structure

Ikasubo, ang tanan nga nahibal-an ug wala pa nadiskobrehan nga mga kabtangan sa carbine magpabilin lamang nga usa ka matahum nga teorya kung dili kita makahimo sa materyal nga barato ug sa daghang gidaghanon. Ang ubang mga laboratoryo sa panukiduki nagreport sa pag-andam sa usa ka carbine, apan ang materyal napamatud-an nga dili lig-on. Ang ubang mga chemist nagtuo usab nga kon atong ikonektar ang duha ka strand sa usa ka carabiner, aduna pagbuto. Sa Abril ning tuiga, adunay mga taho sa pag-uswag sa usa ka lig-on nga carabiner sa porma sa mga hilo sa sulod sa "mga bungbong" sa istruktura sa graphene (2).

Tingali ang metodolohiya sa Unibersidad sa Vienna nga gihisgotan sa sinugdanan usa ka kauswagan. Kinahanglan naton mahibal-an dayon.