По словам ученых из Университета Райса, звонил материал, карабин будет самым сильным материалом, если и когда любой сможет сделать его оптом.Нанопруты или нановеревки карабина были бы более сильными, чем графен или даже алмаз, если они могут быть произведены. Кредит изображения: Василии Артюхов / Университет Райса.Carbyne – цепь атомов углерода, скрепляемых или дважды или чередование единственных и тройных атомных связей.
Это делает его истинным одномерным материалом, в отличие от тонких атомом листов графена, которые имеют вершину и основание или выкапывают нанотрубки, у которых есть внутренняя и внешняя часть.Согласно вычислениям, о которых сообщают в журнале ACS Nano, пределе прочности carbyne – способность противостоять протяжению – превосходит тот из любого другого известного материала и удваивает способность графена.У этого есть дважды растяжимая жесткость графеновых и углеродных нанотрубок и почти в три раза больше чем это алмаза.
Протяжение карабина всего 10 процентов значительно изменяет свою электронную ширину запрещенной зоны. Материал стабилен при комнатной температуре, в основном сопротивляясь перекрестным связям с соседними цепями.
“Вы могли посмотреть на него как на в конечном счете тонкую графеновую ленту, уменьшенную всего до одного атома, или в конечном счете тонкую нанотрубку. Это могло быть полезно для наномеханических систем, в spintronic устройствах, как датчики, как сильные и легкие материалы для механического применения или для аккумулирования энергии”, сказал ведущий автор исследования доктор Борис Якобсон.“Независимо от заявлений очень захватывающе знать самое сильное собрание атомов”.
“На основе вычислений карабин мог бы быть самым высоким энергетическим государством для стабильного углерода. Люди обычно ищут то, что называют ‘стандартным состоянием’, самой низкой энергетической конфигурацией для атомов. Для углерода, который был бы графитом, сопровождаемым алмазом, затем нанотрубки, затем фуллерены.
Но никто не спрашивает о самой высокой энергетической конфигурации. Мы думаем, что это может быть им, стабильная структура в самой высокой возможной энергии”.Теории о карабине сначала появились в 19-м веке, и приближение материала сначала синтезировалось в СССР в 1960.
Carbyne был с тех пор замечен сжатым карандашом, был обнаружен в межзвездной пыли и был создан в небольших количествах экспериментаторами.“Я всегда интересовался стабильностью в конечном счете тонких проводов чего-либо и как тонкий прут Вы могли сделать из данного химиката. У нас была статья 10 лет назад о кремнии, в котором мы исследовали то, что происходит с кремниевым нанопроводом, поскольку это получает разбавитель. Мне это было просто частью того же самого вопроса”, объяснил доктор Якобсон.
Исследователи знали о многих исследованиях, которые описали одну собственность или другой из карабина. Они намереваются детализировать карабин с компьютерными моделями, используя правила первого принципа определить энергичные взаимодействия атомов.“Наше намерение состояло в том, чтобы соединить все это, чтобы построить полную механическую картину карабина как материал. То, что это наблюдалось, говорит нам, что это стабильно под напряжением, по крайней мере, потому что иначе это просто развалилось бы”, сказал соавтор доктор Василии Артюхов.
Команда была удивлена найти, что ширина запрещенной зоны в карабине была так чувствительна к скручиванию.“Для скрученности или магнитных полей, будет полезно как датчик, если Вы можете найти способ приложить его к чему-то, что заставит его крутить. Мы не искали это, определенно; это подошло как продукт стороны. Это – хорошая вещь об учащихся вещах тщательно”, сказал доктор Артюхов.
Другое очень интересное открытие было энергетическим барьером, который держит атомы на смежных цепях карабина от разрушения друг в друга.“Когда Вы говорите о теоретическом материале, Вы всегда должны стараться видеть, будет ли он реагировать с собой. Это действительно никогда не исследовалось для карабина”.“Литература, казалось, указала, что карабин не был стабилен и сформирует графит или сажу”.
Вместо этого исследователи нашли, что атомы углерода на отдельных последовательностях могли бы преодолеть барьер в одном месте, но жесткость прутов будет препятствовать тому, чтобы они объединились во втором месте, по крайней мере при комнатной температуре.“Связки могли бы придерживаться друг друга, но они не разрушатся полностью”, сказал доктор Якобсон.“Это могло сделать для очень пористой, случайной сети, которая может быть хороша для адсорбции.
Номинальная определенная область карабина приблизительно в пять раз больше чем это графемы”, добавил доктор Артюхов.