Карбин - нэг хэмжээст нүүрстөрөгч
2016 оны XNUMX-р сард Nature Materials сэтгүүлд мэдээлснээр Венийн Их Сургуулийн Физикийн факультетийн эрдэмтэд тогтвортой карабин хийх аргыг олж чадсан байна. Нэг хэмжээст нүүрстөрөгч нь графен (хоёр хэмжээст нүүрстөрөгч) -ээс ч илүү хүчтэй гэж тооцогддог.
Технологийн салбарт бодит байдал болохоос өмнө материаллаг хувьсгалын агуу итгэл найдвар, илчлэгч гэж тооцогддог байсан ч графен нь нүүрстөрөгчид суурилсан үеэлийнхээ сэнтийгээс аль хэдийн унасан байж магадгүй юм. Карбин. Тооцоолол нь карбины суналтын бат бэх нь графенаас хоёр дахин их, харин суналтын хөшүүн чанар нь алмазаас гурав дахин өндөр хэвээр байгааг харуулсан. Карбин нь тасалгааны температурт (онолын хувьд) тогтвортой бөгөөд түүний утаснууд хамтдаа хадгалагдах үед тэдгээр нь урьдчилан таамаглахуйц байдлаар огтлолцдог.
Энэ нь полиалкин (C≡C)n бүтэцтэй нүүрстөрөгчийн аллотроп хэлбэр бөгөөд атомууд нь ээлжлэн дан болон гурвалсан холбоо эсвэл хуримтлагдсан давхар холбоо бүхий урт гинж үүсгэдэг. Ийм системийг нэг хэмжээст (1D) бүтэц гэж нэрлэдэг, учир нь нэг атомын зузаантай утас руу өөр юу ч наалддаггүй. Графены бүтэц нь урт, өргөн тул хоёр хэмжээст хэвээр байгаа боловч хуудас нь зөвхөн нэг атомын зузаантай байдаг. Өнөөг хүртэл хийсэн судалгаагаар карабинын хамгийн бат бөх хэлбэр нь хоорондоо холбогдсон хоёр утаснаас бүрдэнэ (1).
Саяхан болтол карбины талаар бага мэддэг байсан. Одон орон судлаачид үүнийг анх солир болон од хоорондын тоосноос илрүүлсэн гэж мэдэгджээ.
Минжи Лю болон Райсын их сургуулийн баг нар карбины онолын шинж чанарыг тооцоолсон бөгөөд энэ нь эмпирик судалгаанд тус дөхөм болно. Судлаачид суналтын бат бэх, гулзайлтын бат бэх, мушгих хэв гажилтын туршилтыг харгалзан үзсэн дүн шинжилгээг танилцуулав. Тэд карбины өвөрмөц хүч (жишээ нь, жингийн харьцаа) графен (6,0-7,5. 107 × 4,7 Н∙м/кг) -тай харьцуулахад урьд өмнө байгаагүй өндөр түвшинд (5,5-107 × 4,3 Н∙м/кг) байгааг тооцоолсон. нүүрстөрөгчийн нано хоолой (5,0-107×2,5 Н∙м/кг) ба алмаз (6,5-107×10 Н∙м/кг). Атомын гинжин хэлхээний нэг холбоог таслахад ойролцоогоор 14 нН хүч шаардлагатай. Өрөөний температурт гинжин хэлхээний урт нь ойролцоогоор XNUMX нм байна.
Нэмэх замаар функциональ бүлэг CH2 карбины гинжин хэлхээний төгсгөлийг ДНХ-ийн хэлхээ шиг мушгиж болно. Төрөл бүрийн молекулууд бүхий карабин гинжийг "чимэглэх" замаар бусад шинж чанарыг өөрчилж болно. Устөрөгчийн атомуудтай холбогддог зарим кальцийн атомуудыг нэмснээр өндөр нягтралтай устөрөгчийн агуулах хөвөн үүсэх болно.
Шинэ материалын сонирхолтой шинж чанар нь хажуугийн гинжтэй холбоос үүсгэх чадвар юм. Эдгээр холбоог үүсгэх, таслах үйл явц нь эрчим хүчийг хадгалах, гаргахад ашиглагдана. Тиймээс карабин нь маш үр ашигтай энерги хадгалах материал болж чаддаг, учир нь түүний молекулууд нь нэг атомын диаметртэй байдаг бөгөөд материалын бат бөх чанар нь эвдрэх эрсдэлгүйгээр олон дахин холбоо үүсгэж, таслах боломжтой болно гэсэн үг юм. молекул өөрөө задардаг.
Бүх зүйл карабиныг сунгах эсвэл мушгих нь түүний цахилгаан шинж чанарыг өөрчилдөг болохыг харуулж байна. Онолчид молекулын төгсгөлд тусгай "бариул" байрлуулахыг санал болгосон бөгөөд энэ нь карбины дамжуулалт эсвэл зурвасын цоорхойг хурдан бөгөөд амархан өөрчлөх боломжийг танд олгоно.
2. Графен бүтэц доторх карабинуудын гинж
Харамсалтай нь, хэрэв бид материалыг хямд, их хэмжээгээр үйлдвэрлэж чадахгүй бол карбины бүх мэдэгдэж байгаа, хараахан нээгдээгүй шинж чанарууд нь зөвхөн үзэсгэлэнтэй онол хэвээр үлдэх болно. Зарим судалгааны лабораториуд карбин бэлтгэсэн гэж мэдээлсэн боловч материал нь маш тогтворгүй болох нь батлагдсан. Зарим химич нар хэрэв бид карабинын хоёр хэлхээг холбовол ийм байх болно гэж үздэг дэлбэрэлт. Энэ оны 2-р сард графений бүтцийн "хана" дотор утас хэлбэртэй тогтвортой карабин бүтээгдсэн тухай мэдээлэл гарч байсан (XNUMX).
Магадгүй эхэнд дурдагдсан Венийн их сургуулийн арга зүй нь нээлт болов уу. Бид удахгүй олж мэдэх ёстой.
