Carbin - 一維碳 - AvtoTachki

正如《自然材料》雜誌 2016 年 XNUMX 月報導的那樣，維也納大學物理學院的科學家們成功找到了一種製造穩定卡賓槍的方法，即一維碳，被認為比石墨烯（二維碳）更強大。

石墨烯仍然被視為材料革命的巨大希望和先兆，甚至在它成為技術現實之前，石墨烯可能已經被它的碳基表親取代了—— 馬槍. 計算表明，碳炔的拉伸強度是石墨烯的兩倍，而其拉伸剛度仍然是金剛石的三倍。卡賓（理論上）在室溫下是穩定的，當它的鏈儲存在一起時，它們會以可預測的方式相交。

這是碳的同素異形形式，具有聚炔 (C^C)n 結構，其中原子形成具有交替單鍵和三鍵或累積雙鍵的長鏈。這樣的系統被稱為一維（1D）結構，因為單原子粗細絲上沒有附著任何其他東西。石墨烯的結構仍然是二維的，因為它又長又寬，但薄片只有一個原子厚。迄今為止所做的研究表明，最強形式的登山扣將由兩根相互纏繞的線組成 (1)。

直到最近，人們對卡賓槍知之甚少。天文學家表示，它首先是在隕石和星際塵埃中被發現的。

萊斯大學的明吉劉和一個團隊計算了卡賓槍的理論特性，這有助於實證研究。研究人員提出了一項分析，考慮了拉伸強度、彎曲強度和扭轉變形的測試。他們計算出，與石墨烯（6,0-7,5×107 Nm/kg）、碳納米管（4,7-5,5×107 Nm/kg）和金剛石（4,3-5,0×107 N·m/kg）相比，卡賓的比強度（即強度與重量比）處於前所未有的水平（2,5-6,5×107 Nm/kg）。打破原子鏈中的單鍵需要大約 10 nN 的力。室溫下鍊長約為14 nm。

通過增加 官能團CH2 卡賓鏈的末端可以像 DNA 鏈一樣扭曲。通過用各種分子“裝飾”登山扣鏈，可以改變其他特性。添加某些與氫原子結合的鈣原子將產生高密度的儲氫海綿。

新材料的一個有趣的特性是能夠與側鏈形成鍵。形成和破壞這些鍵的過程可用於存儲和釋放能量。因此，登山扣可以作為一種非常有效的能量存儲材料，因為它的分子直徑只有一個原子，並且材料的強度意味著可以重複地形成和斷裂鍵而沒有斷裂的風險。分子本身分解。

一切都表明拉伸或扭轉登山扣會改變其電氣特性。理論家甚至建議在分子末端放置特殊的“手柄”，這樣就可以快速輕鬆地改變碳炔的電導率或帶隙。

2. 石墨烯結構內的登山扣鏈

不幸的是，如果我們不能廉價且大量地生產這種材料，那麼卡賓槍的所有已知和尚未發現的特性都將只是一個美麗的理論。一些研究實驗室報告稱正在製備卡賓槍，但事實證明這種材料非常不穩定。一些化學家還認為，如果我們連接兩根登山扣，就會產生爆炸。今年 2 月，有報導稱在石墨烯結構的“牆”內開發了一種穩定的登山扣，其形式為螺紋形式 (XNUMX)。

也許開頭提到的維也納大學的方法論是一個突破。我們應該很快就會知道。