Карбин - једнодимензионални угљеник
Како је у октобру 2016. објавио часопис Натуре Материалс, научници са Факултета за физику Универзитета у Бечу успели су да пронађу начин да направе стабилан карабин, тј. Једнодимензионални угљеник, који се сматра још моћнијим од графена (дводимензионални угљеник).
И даље се сматра великом надом и претечом материјалне револуције, чак и пре него што је постао стварност у технологији, графен је можда већ свргнут с трона од стране његовог рођака заснованог на угљенику - Царбин. Прорачуни су показали да је затезна чврстоћа карбина два пута већа од затезне чврстоће графена, док је затезна чврстоћа три пута већа од затезне чврстоће дијаманта. Карбин је (теоретски) стабилан на собној температури, а када се његови праменови чувају заједно, укрштају се на предвидљив начин.
Ово је алотропни облик угљеника са полиалкинском (Ц≡Ц)н структуром, у којој атоми формирају дугачке ланце са наизменичним једноструким и троструким везама или акумулираним двоструким везама. Такав систем се назива једнодимензионална (1Д) структура јер ништа друго није везано за филамент дебљине једног атома. Структура графена остаје дводимензионална, пошто је дуга и широка, али је лист дебео само један атом. Досадашња истраживања сугеришу да би најјачи облик карабинера биле две нити испреплетене једна са другом (1).
До недавно се мало знало о карабину. Астрономи кажу да је први пут откривен у метеоритима и међузвезданој прашини.
Мингји Лиу и тим са Универзитета Рајс израчунали су теоријске особине карабина које могу помоћи у емпиријским истраживањима. Истраживачи су представили анализу узимајући у обзир тестове затезне чврстоће, чврстоће на савијање и торзионе деформације. Израчунали су да је специфична снага карбина (тј. однос снаге и тежине) на невиђеном нивоу (6,0-7,5×107 Н∙м/кг) у поређењу са графеном (4,7-5,5×107 Н∙м/кг), угљеничне наноцеви (4,3-5,0×107 Н∙м/кг) и дијамант (2,5-6,5×107 Н∙м/кг). За прекид једне везе у ланцу атома потребна је сила од око 10 нН. Дужина ланца на собној температури је око 14 нм.
Додавањем функционална група ЦХ2 крај карабинског ланца може бити уврнут као ДНК ланац. „Украшавањем“ ланаца карабина разним молекулима, могу се променити и друга својства. Додавање одређених атома калцијума који се везују за атоме водоника резултираће сунђером за складиштење водоника високе густине.
Занимљиво својство новог материјала је способност формирања веза са бочним ланцима. Процес формирања и раскидања ових веза може се користити за складиштење и ослобађање енергије. Дакле, карабинер може послужити као веома ефикасан материјал за складиштење енергије, пошто су његови молекули пречника једног атома, а чврстоћа материјала значи да ће бити могуће више пута формирати и прекидати везе без ризика од пуцања. сам молекул се распада.
Све указује на то да растезање или увијање карабинера мења његова електрична својства. Теоретичари су чак предложили постављање посебних „ручица“ на крајеве молекула, што би вам омогућило да брзо и лако промените проводљивост или размак између карбина.
2. Ланац карабина унутар структуре графена
Нажалост, сва позната и још неоткривена својства карабина остаће само лепа теорија ако материјал не можемо производити јефтино и у великим количинама. Неке истраживачке лабораторије су објавиле да припремају карабин, али се материјал показао веома нестабилним. Неки хемичари такође верују да ће их бити ако повежемо две жице карабинера експлозија. У априлу ове године појавили су се извештаји о развоју стабилног карабинера у виду нити унутар „зидова“ графенске структуре (2).
Можда је методологија Бечког универзитета поменута на почетку искорак. Требало би ускоро да сазнамо.
