Carbin - karbon siji-dimensi
Minangka jurnal Nature Materials kacarita ing Oktober 2016, ilmuwan saka Fakultas Fisika ing Universitas Wina wis kasil nemokake cara kanggo nggawe carbine stabil, i.e. Karbon siji-dimensi, sing dianggep luwih kuat tinimbang graphene (karbon rong dimensi).
Isih dianggep minangka pangarep-arep gedhe lan harbinger saka revolusi materi, malah sadurunge dadi kasunyatan ing teknologi, graphene bisa uga wis dethroned dening karbon basis seduluré - Carbin. Petungan nuduhake yen kekuatan tarik carbyne kaping pindho luwih dhuwur tinimbang graphene, nalika rigidity tensile tetep kaping telu luwih dhuwur tinimbang berlian. Carbyne (teoritis) stabil ing suhu kamar, lan nalika untaian disimpen bebarengan, padha intersect kanthi cara sing bisa ditebak.
Iki minangka wangun alotropik saka karbon kanthi struktur polialkuna (C≡C)n, ing ngendi atom mbentuk ranté dawa kanthi ikatan tunggal lan rangkap tiga utawa ikatan rangkap akumulasi. Sistem kasebut diarani struktur siji-dimensi (1D) amarga ora ana liyane sing dipasang ing filamen sing kandel siji-atom. Struktur graphene tetep rong dimensi, amarga dawa lan amba, nanging lembaran kasebut mung kandel siji atom. Riset sing ditindakake nganti saiki nuduhake manawa carabiner sing paling kuat yaiku rong benang sing saling gegandhengan (1).
Nganti saiki, ora ana sing ngerti babagan karabin. Para astronom ujar manawa iki pisanan dideteksi ing meteorit lan bledug antarbintang.
Mingji Liu lan tim ing Universitas Rice wis ngitung sifat-sifat teoretis saka karabin sing bisa mbantu riset empiris. Para peneliti nampilake analisis kanthi njupuk tes kanggo kekuatan tarik, kekuatan lentur lan deformasi torsi. Dheweke ngetung yen kekuatan spesifik karbin (yaiku rasio kekuatan kanggo bobot) ana ing tingkat sing durung ana sadurunge (6,0-7,5 × 107 N∙m / kg) dibandhingake karo graphene (4,7-5,5. 107 × 4,3 N∙m / kg), nanotube karbon (5,0-107×2,5 N∙m/kg) lan inten (6,5-107×10 N∙m/kg). Pecah ikatan siji ing ranté atom mbutuhake gaya kira-kira 14 nN. Dawane ranté ing suhu kamar kira-kira XNUMX nm.
Kanthi nambah gugus fungsi CH2 pungkasan rantai karabin bisa bengkong kaya untaian DNA. Kanthi "nghias" rantai carabiner kanthi macem-macem molekul, sifat liyane bisa diganti. Penambahan atom kalsium tartamtu sing ikatan karo atom hidrogen bakal ngasilake spons panyimpenan hidrogen kanthi kapadhetan dhuwur.
Properti menarik saka materi anyar yaiku kemampuan kanggo mbentuk ikatan karo rantai sisih. Proses mbentuk lan ngilangi ikatan kasebut bisa digunakake kanggo nyimpen lan ngeculake energi. Mangkono, carabiner bisa dadi bahan panyimpenan energi sing efisien banget, amarga molekul-molekul kasebut minangka diameter siji atom, lan kekuwatan materi kasebut bakal bisa bola-bali mbentuk lan ngrusak ikatan tanpa resiko rusak. molekul dhewe break mudhun.
Kabeh nuduhake yen mulet utawa twisting carabiner ngganti sifat electrical sawijining. Ahli teori malah menehi saran kanggo nyelehake "pegangan" khusus ing ujung molekul, sing bakal ngidini sampeyan kanthi cepet lan gampang ngganti konduktivitas utawa celah pita carbyne.
2. A chain saka carabiners nang struktur graphene
Sayange, kabeh sifat karabin sing dikenal lan durung ditemokake bakal tetep dadi teori sing apik yen kita ora bisa ngasilake materi kanthi murah lan akeh. Sawetara laboratorium riset wis nglaporake nyiapake karabin, nanging materi kasebut wis kabukten ora stabil. Sawetara ahli kimia uga percaya yen kita nyambungake rong untaian carabiner, bakal ana ing blast. Ing wulan April taun iki, ana laporan babagan pangembangan carabiner stabil ing wangun benang ing jero "tembok" struktur graphene (2).
Mbok menawa metodologi Universitas Wina sing kasebut ing wiwitan minangka terobosan. Kita kudu ngerteni kanthi cepet.
