Перші прямі докази стабільної карбіди, найсильніший матеріал світу

Теоретично, карбіна – 40 разів сильніше діаманту.


Вуглецевий дуже різноманітний за своїми модифікаціями. Багато вуглецевих алеотропів відомі, які мають унікальні властивості: діамант, графен, повноерен і т.д., тільки близько десятків алеотропів. Але у всьому цьому різноманітності був один виняток - карбід. Ця алеотропна форма складається з вуглецевих фрагментів з потрійним зв'язком.

Карбін ніколи не був синтезований, хоча властивості цього матеріалу були вивчені протягом тривалого часу. Причина відмови полягає в тому, що карбід є надзвичайно нестабільним.

Неприпустимо, що деякі з механічних властивостей карбіду повинні перевищити всі відомі азотропи вуглецю. Припустимо, що її механічна жорсткість в 2 рази більше, ніж графен; міцність в 40 разів більше, ніж з діамантів; міцність на розрив також перевищує будь-яку форму вуглецю. Інші вчені вважали, що немає стабільної форми карбіну.

Тепер цей спір передається. Ультрадовга молекула карбіна 1D ми бачимо прямо на фото (в центрі нанотрубка).

р.

Перша команда вчених вперше виявила шлях до масового виробництва стабільної карбіди. На «масовому виробництві» призначено будівництво довгих ланцюгів атомів, які залишаються стабільними.

Для виготовлення матеріалу введено два шари графена, стискаються разом і перекручуються в тонкі вуглецеві нанотрубки з подвійною стінкою. Ці нанотрубки оточують молекулу 1D карбіну 1D і захищають її від домішкового розпаду.

р.

На сьогоднішній день максимальна кількість вуглецевих атомів в єдиному безперервному ланцюгу була 100 (2003). Тепер запис зламаний, і дуже істотно, новий метод дозволив зробити ланцюг 6400 атомів.

Крім того, з подовженням ланцюжка електричні властивості карбіду покращуються. Це означає, що вчені отримають матеріал для цікавих експериментів.

У журналі Nature Materials (doi: 10.1038/nmat4617; pdf) опубліковано статтю «Складені лінійні вуглецеві ланцюги як шлях до масового виробництва карбіну».

Дуже приємно, що опублікована стаття має кілька посилань на роботу вітчизняних науковців, в тому числі статті в журналі Nature з 1969 року, де радянські фізики Сладков і Кудрявцев охарактеризували властивості діаманту, графіту і карбіну як алотропні форми вуглецю.

Слід зазначити, що Нобелівські премії у фізики нещодавно присуджено за фундаментальну роботу на інших алеотропних формах вуглецю: фулерен (1996) і графен (2010), тому синтез карбіна є цінним завданням для вчених.

Джерело: geektimes.ru/post/274350/