Карбин – бир өлчөмдүү көмүртек
Nature Materials журналы 2016-жылдын октябрында маалымдагандай, Вена университетинин физика факультетинин окумуштуулары туруктуу карабин жасоонун жолун таба алышкан, б.а. Бир өлчөмдүү көмүртек, ал графенге (эки өлчөмдүү көмүртек) караганда көбүрөөк мүмкүнчүлүктөргө ээ деп эсептелет.
Материалдык революциянын чоң үмүтү жана жарчысы деп эсептелген графен технологияда чындыкка айланганга чейин эле, көмүртек тууганы тарабынан тактыдан кулатылышы мүмкүн - Карабин. Эсептөөлөр көрсөткөндөй, карбиндин созуу күчү графендикинен эки эсе, ал эми анын созулууга катуулугу алмаздан үч эсе жогору бойдон калууда. Карбин (теориялык жактан) бөлмө температурасында туруктуу жана анын жиптери чогуу сакталганда, алар болжолдуу түрдө кесилишет.
Сөз полиалкиндик түзүлүштөгү (C≡C)n көмүртектин аллотропиялык формасы жөнүндө болуп жатат, мында атомдор алмашып турган бир жана үчтүк байланыштар же топтолгон кош байланыштар менен узун чынжырларды түзөт. Мындай система бир өлчөмдүү (1D) түзүлүш деп аталат, анткени бир атомдук жоон жипке башка эч нерсе кошулбайт. Графендин түзүлүшү эки өлчөмдүү бойдон калууда, анткени ал узун жана кең, бирок барактын калыңдыгы бир гана атомду түзөт. Буга чейин жүргүзүлгөн изилдөөлөр карабиндин эң күчтүү түрү чогуу токулган эки жиптен жасалаарын көрсөтүп турат (1).
Акыркы убакка чейин карабин жөнүндө аз эле маалымат болгон. Астрономдордун айтымында, ал биринчи жолу метеориттерден жана жылдыздар аралык чаңдан табылган.
Минджи Лю жана Райс университетинин командасы эмпирикалык изилдөөлөрдү жүргүзүүгө жардам бере турган карабиндин теориялык касиеттерин эсептеп чыгышты. Окумуштуулар чыңалуу күчүн, ийилүүнүн күчүн жана буралма чыңалуу сыноолорун эске алуу менен анализ тапшырышты. Алар карбиндин өзгөчө күчү (б.а. салмакка карата күч) графенге (6,0-7,5, 107×4,7 Н∙м/кг) салыштырмалуу болуп көрбөгөндөй деңгээлде (5,5-107 × 4,3 Н∙м/кг) экенин эсептеп чыгышкан. ), көмүртек нанотүтүкчөлөрү (5,0-107×2,5 Н∙м/кг) жана алмаз (6,5-107×10 Н∙м/кг). Атомдор чынжырындагы бир байланышты үзүү үчүн болжол менен 14 нН күч колдонуу керек. бөлмө температурасында чынжыр узундугу болжол менен XNUMX нм.
кошуу менен CH2 функционалдык тобу карбин чынжырынын аягы ДНК тилкеси сыяктуу ийрилет. Карабин чынжырларын ар кандай молекулалар менен "кооздоо" менен башка касиеттерин өзгөртүүгө болот. Суутек атомдору менен байланышкан кээ бир кальций атомдорун кошуу жогорку тыгыздыктагы суутек сактоо губкасынын пайда болушуна алып келет.
Жаңы материалдын кызыктуу касиети анын каптал чынжырлары менен байланыш түзө алуу жөндөмдүүлүгү болуп саналат. Бул байланыштарды түзүү жана бузуу процесси энергияны сактоо жана бошотуу үчүн колдонулушу мүмкүн. Ошентип, карабинер энергияны сактоо үчүн абдан эффективдүү материал катары кызмат кыла алмак, анткени анын молекулалары диаметри бир атомду түзөт жана материалдын бекемдиги байланыштарды кайра-кайра түзүүгө жана кыйратуу коркунучу жок эле үзүүгө болот дегенди билдирет. молекула өзү ажырайт.
Баары карабинди сунуу же буроо анын электрдик касиеттерин өзгөртөөрүн көрсөтүп турат. Теоретиктер атүгүл карбиндин өткөргүчтүгүн же тилкесин тез жана оңой өзгөртүүгө мүмкүндүк бере турган молекуланын учуларына атайын “тутчаларды” коюуну сунуш кылышкан.
2. Графен структурасынын ичиндеги карабиндердин чынжырчасы
Тилекке каршы, эгерде биз материалды арзан жана көп санда чыгара албасак, карабиндин бардык белгилүү жана али ачыла элек касиеттери кооз теория катары гана кала берет. Кээ бир изилдөө лабораториялары карабин даярдалганын кабарлашты, бирок материал өтө туруксуз болуп чыкты. Кээ бир химиктер карабиндин эки жибин бириктирсек, болот деп ишенишет жарылуу. Үстүбүздөгү жылдын апрель айында графен структурасынын “дубалдарынын” ичиндеги жиптер түрүндөгү туруктуу карабиндин өнүгүшү жөнүндө кабарлар пайда болгон (2).
Балким, башында айтылган Вена университетинин ыкмасы ачылыш болуп саналат. Биз жакында билип алышыбыз керек.
