कार्बिन - एक-आयामी कार्बन

अक्टोबर २०१६ मा नेचर मटेरियल्स जर्नलमा रिपोर्ट गरिएझैं, भियना विश्वविद्यालयको फिजिक्स फ्याकल्टीका वैज्ञानिकहरूले स्थिर कार्बाइन बनाउने बाटो पत्ता लगाउन सफल भएका छन्, अर्थात्। एक-आयामी कार्बन, जुन ग्राफिन (दुई-आयामी कार्बन) भन्दा पनि शक्तिशाली मानिन्छ।

अझै पनि भौतिक क्रान्तिको ठूलो आशा र हार्बिंगरको रूपमा मानिन्छ, यो टेक्नोलोजीमा वास्तविकता हुनु अघि नै, ग्राफिन पहिले नै यसको कार्बन-आधारित चचेरे भाईद्वारा हटाइसकेको हुन सक्छ - कार्बाइन. गणनाले देखाएको छ कि कार्बाइनको तन्य शक्ति ग्राफिनको भन्दा दुई गुणा बढी छ, जबकि यसको तन्य कठोरता हीराको भन्दा तीन गुणा बढी छ। कार्बाइन (सैद्धान्तिक रूपमा) कोठाको तापक्रममा स्थिर हुन्छ, र जब यसको स्ट्र्यान्डहरू एकसाथ भण्डार गरिन्छ, तिनीहरू एक अनुमानित तरिकामा काट्छन्।

यो एक polyalkyne (C≡C) n संरचना भएको कार्बनको एक एलोट्रोपिक रूप हो, जसमा परमाणुहरूले एकल र ट्रिपल बन्डहरू वा संचित डबल बन्डहरूसँग लामो चेनहरू बनाउँछन्। यस्तो प्रणालीलाई एक-आयामी (1D) संरचना भनिन्छ किनभने एक-एटम-बाक्लो फिलामेन्टमा अरू केही पनि संलग्न हुँदैन। ग्राफिनको संरचना दुई-आयामी रहन्छ, किनकि यो लामो र चौडा छ, तर पाना मात्र एक परमाणु मोटो छ। अहिलेसम्म गरिएको अनुसन्धानले सुझाव दिन्छ कि क्याराबिनरको सबैभन्दा बलियो रूप एकअर्कासँग जोडिएका दुई थ्रेडहरू हुन्छन् (१)।

हाल सम्म, कार्बाइन को बारे मा थोरै थाहा थियो। खगोलविद्हरू भन्छन् कि यो पहिलो पटक उल्कापिण्ड र इन्टरस्टेलर धुलोमा पत्ता लागेको थियो।

मिङजी लिउ र राइस विश्वविद्यालयको टोलीले कार्बाइनको सैद्धान्तिक गुणहरू गणना गरेका छन् जसले अनुभवजन्य अनुसन्धानमा मद्दत गर्न सक्छ। अन्वेषकहरूले तन्य शक्ति, लचिलो शक्ति र टोर्सनल विरूपणको लागि खाता परीक्षणहरू लिएर विश्लेषण प्रस्तुत गरे। तिनीहरूले गणना गरे कि कार्बाइनको विशिष्ट शक्ति (अर्थात शक्ति र वजन अनुपात) ग्रेफिन (6,0-7,5. 107×4,7 N∙m/kg) को तुलनामा अभूतपूर्व स्तर (5,5-107×4,3 N∙m/kg) मा छ। कार्बन नानोट्यूब (5,0-107×2,5 N∙m/kg) र हीरा (6,5-107×10 N∙m/kg)। एटमको चेनमा एउटै बन्धन तोड्न लगभग 14 nN को बल चाहिन्छ। कोठाको तापमानमा चेनको लम्बाइ लगभग XNUMX एनएम हुन्छ।

थपेर कार्यात्मक समूह CH2 कार्बाइन चेनको अन्त्यलाई डीएनए स्ट्र्यान्ड जस्तै घुमाउन सकिन्छ। विभिन्न अणुहरु संग carabiner चेन "सजावट" गरेर, अन्य गुणहरू परिवर्तन गर्न सकिन्छ। हाइड्रोजन परमाणुहरूसँग बन्धन गर्ने निश्चित क्याल्सियम परमाणुहरू थप्दा उच्च घनत्व हाइड्रोजन भण्डारण स्पन्ज हुनेछ।

नयाँ सामाग्री को एक रोचक गुण साइड चेन संग बन्धन बनाउन को लागी क्षमता छ। यी बन्धनहरू बनाउन र तोड्ने प्रक्रियालाई ऊर्जा भण्डारण र रिलीज गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसैले, एक carabiner एक धेरै कुशल ऊर्जा भण्डारण सामग्री को रूप मा काम गर्न सक्छ, किनकि यसको अणु व्यास मा एक परमाणु हो, र सामाग्री को बल को मतलब यो तोड्ने जोखिम बिना बारम्बार गठन र बन्धन तोड्न सम्भव हुनेछ। अणु आफै टुट्छ।

सबै कुराले संकेत गर्दछ कि क्याराबिनरलाई तान्दा वा घुमाउँदा यसको विद्युतीय गुणहरू परिवर्तन हुन्छ। सिद्धान्तकारहरूले पनि अणुको छेउमा विशेष "ह्यान्डलहरू" राख्न सुझाव दिए, जसले तपाईंलाई छिटो र सजिलैसँग कार्बिनको चालकता वा ब्यान्ड ग्याप परिवर्तन गर्न अनुमति दिन्छ।

2. ग्राफिन संरचना भित्र carabiners को एक श्रृंखला

दुर्भाग्यवश, कार्बाइनका सबै ज्ञात र अझै पत्ता नलागेका गुणहरू मात्र एक सुन्दर सिद्धान्त रहनेछ यदि हामीले सामग्री सस्तो र ठूलो मात्रामा उत्पादन गर्न सक्दैनौं। केही अनुसन्धान प्रयोगशालाहरूले कार्बाइन तयार गरेको रिपोर्ट गरेका छन्, तर सामग्री अत्यधिक अस्थिर साबित भएको छ। केही रसायनशास्त्रीहरू पनि विश्वास गर्छन् कि यदि हामीले क्याराबिनरका दुई स्ट्र्यान्डहरू जोड्यौं भने त्यहाँ हुनेछ विस्फोटन। यस वर्षको अप्रिलमा, ग्राफिन संरचना (२) को "पर्खालहरू" भित्र थ्रेडको रूपमा स्थिर क्याराबिनरको विकासको रिपोर्टहरू थिए।

सायद सुरुमा उल्लेख गरिएको भियना विश्वविद्यालयको कार्यप्रणाली एक सफलता हो। हामीले छिट्टै पत्ता लगाउनु पर्छ।