Carbin - karbaona tokana

Araka ny tatitra nataon'ny gazety Nature Materials tamin'ny Oktobra 2016, ny mpahay siansa avy amin'ny Fakiolten'ny Fizika ao amin'ny Oniversiten'i Vienne dia nahavita nitady fomba hanamboarana karbène stable, izany hoe. Karbonina tokana, izay heverina ho mahery kokoa noho ny graphene (karbonina roa dimensionina).

Mbola heverina ho toy ny fanantenana lehibe sy famantarana ny revolisiona ara-materialy, na dia talohan'ny naha-zava-misy azy teo amin'ny teknolojia aza, ny graphene dia mety efa nesorin'ny zanak'olo-mpiray tam-po aminy karbaona - Carbin. Nasehon'ny kajikajy fa avo roa heny noho ny an'ny graphene ny tanjaky ny carbyne, raha mbola avo telo heny noho ny an'ny diamondra ny hamafin'ny fihenjanany. Carbyne dia miorina (ara-teorika) amin'ny mari-pana amin'ny efitrano, ary rehefa voatahiry miaraka ny tadiny, dia mifanelanelana amin'ny fomba azo antoka.

Izany dia endrika allotropika karbaona misy rafitra polyalkyne (C≡C)n, izay misy atôma mamorona rojo lava miaraka amin'ny fifamatorana tokana sy telo mifandimby na fifamatorana roa voaangona. Ny rafitra toy izany dia antsoina hoe rafitra tokana (1D) satria tsy misy zavatra hafa miraikitra amin'ny filamenta misy atoma iray. Ny firafitry ny graphene dia mijanona amin'ny lafiny roa, satria lava sy sakany, fa ny takelaka iray dia atoma iray ihany. Ny fikarohana natao hatreto dia manoro hevitra fa ny karabinera matanjaka indrindra dia ahitana kofehy roa mifamatotra (1).

Hatramin'ny vao haingana, tsy dia fantatra loatra ny momba ny carbine. Nilaza ny astronoma fa tao amin'ny tainkintana sy vovoka interstellar no nahitana azy voalohany.

Mingji Liu sy ny ekipa iray ao amin'ny Rice University dia nanao kajy ny toetra ara-teorika momba ny karbanina, izay afaka manampy amin'ny fikarohana ara-tsiansa. Ny mpikaroka dia nanolotra famakafakana amin'ny fitsapam-pahaizana momba ny tanjaky ny tensile, ny tanjaky ny flexural ary ny deformation torsional. Nokajiny fa ny tanjaky ny carbyne manokana (izany hoe tanjaky ny lanja) dia eo amin'ny ambaratonga tsy mbola nisy toy izany (6,0-7,5 × 107 N∙m/kg) raha oharina amin'ny graphene (4,7-5,5. 107 × 4,3 N∙m/kg), karbaona nanotubes (5,0-107×2,5 N∙m/kg) ary diamondra (6,5-107×10 N∙m/kg). Ny fanapahana fatorana tokana ao anatin'ny rojo atôma dia mitaky hery eo amin'ny 14 nN. Ny halavan'ny rojo amin'ny mari-pana amin'ny efitrano dia manodidina ny XNUMX nm.

Amin'ny fanampiana Ny vondrona miasa CH2 ny faran'ny rojo carbine dia azo ahodina toy ny tady ADN. Amin'ny alalan'ny "haingo" rojo carabiner miaraka amin'ny molekiola isan-karazany, dia azo ovaina ny fananana hafa. Ny fanampiana atôma kalsioma sasany mifamatotra amin'ny atôma hidrôzenina dia miteraka sponjy fitehirizana hidrôzenina avo lenta.

Ny fananana mahaliana ny fitaovana vaovao dia ny fahafahana mamorona fatorana amin'ny rojo vy. Ny dingan'ny fananganana sy famongorana ireo fatorana ireo dia azo ampiasaina hitahiry sy hamoahana angovo. Noho izany, ny carabiner dia mety ho fitaovana fitahirizana angovo tena mahomby, satria ny molekiolany dia atoma iray amin'ny savaivony, ary ny tanjaky ny fitaovana dia midika fa ho azo atao ny miverimberina miverimberina sy manapaka fatorana tsy misy risika ho tapaka. ny molekiola mihitsy no rava.

Ny zava-drehetra dia manondro fa ny maninjitra na manodinkodina ny carabiner dia manova ny toetrany elektrika. Nanoro hevitra mihitsy aza ny manam-pahaizana momba ny fametrahana manokana "tantanana" amin'ny faran'ny molekiola, izay ahafahanao manova haingana sy mora foana ny conductivity na ny banga amin'ny carbyne.

2. Rojo carabinera ao anaty rafitra graphene

Indrisy anefa, ny fananana rehetra fantatra sy tsy mbola hita ao amin'ny carbine dia hijanona ho teoria tsara tarehy fotsiny raha tsy afaka mamokatra ny fitaovana mora sy be dia be. Ny laboratoara fikarohana sasany dia nitatitra fa nanomana carbine, saingy ny fitaovana dia voaporofo fa tena tsy milamina. Misy mpahay simia koa mino fa raha mampifandray tady roa amin'ny carabiner isika, dia hisy ny fipoahana. Tamin'ny volana aprily tamin'ity taona ity, nisy ny tatitra momba ny fivoaran'ny carabiner stable amin'ny endrika kofehy ao anatin'ny "rindrina" amin'ny rafitra graphene (2).

Angamba ny metodolojian'ny Oniversiten'i Vienne voalaza tany am-boalohany dia fandrosoana. Tokony ho fantatsika tsy ho ela.