Cum se numește scara tradițională folosită în geologie pentru a măsura duritatea mineralelor (unde diamantul este 10, iar talcul este 1)?
Care este cel mai rezistent material din lume? O întrebare la care nu doar s-a încercat să se răspundă, ci s-a lucrat pentru a se inova şi a se produce un astfel de material. Este vorba despre carbină (carbyne). O echipă de cercetători a găsit o modalitate nu numai de a sintetiza carbina, ci și de a o produce în masă.
Pe scurt, despre cel mai rezistent material din lume:
Carbina este o formă infinit de lungă și cu adevărat unidimensională de carbon;
Se susţine că este de 40 de ori mai rigidă decât diamantul și de două ori mai rigidă decât grafenul;
Materialul a rămas evaziv timp de ani de zile, deoarece este extrem de instabil;
Acum, cercetătorii au cultivat un lanț de carbon ultra-lung de 6.400 de atomi.
Cel mai rezistent material din lume
Carbina (carbyne) este compusă din lanțuri liniare de atomi de carbon și are o rezistență la tracțiune de două ori mai mare decât grafenul. Această formă unidimensională de carbon, cunoscută și sub numele de carbon acetilenic liniar, este considerată mai puternică decât orice altă formă cunoscută de oamenii de știință, depășind rigiditatea diamantului de peste 40 de ori.
Cercetătorii au utilizat un nanotub de carbon cu pereți dubli pentru a crește lanțuri stabile de carbon de lungimi record. Până acum, se credea că grafenul era cel mai rezistent material de pe glob.
Carbina (carbyne) a fost descoperită prima dată în anul 1885
Carbina a fost propusă pentru prima dată în anul 1885 de Adolf von Baeyer, care a descris existența carbonului acetilenic liniar, adică – un lanț de carbon infinit lung, cunoscut sub numele de carbyne. La acea vreme, cercetătorul avertiza că acest material va rămâne evaziv din cauza instabilității sale extreme.
Lanţuri de carbon folosite pentru crearea de nanotuburi de grafen
Sub conducerea specialistului Thomas Pichler, cercetătorii de la Universitatea din Viena au dezvoltat o metodă de a produce în masă lanțuri de carbon formate din peste 6.400 de atomi de carbon. Anterior, lungimea record pentru un lanț de carbon era de aproximativ 100 de atomi. Pentru a atinge noua lungime, cercetătorii au creat nanotuburi cu pereți dubli rulând două straturi de grafen.
Lanțurile de carbon ultralungi au fost crescute în interiorul acestor tuburi, creând un mediu stabil. Această metodă a permis echipei să formeze lanțuri de carbon de peste 50 de ori mai lungi decât deținătorul recordului anterior.
Lei Shi, autorul principal al lucrării, a declarat că „dovada experimentală directă a lanțurilor de carbon liniare ultralungi, care sunt cu două ordine de mărime mai lungi decât cele mai lungi lanțuri dovedite până acum, reprezintă un pas promițător către obiectivul final de a dezlega Sfântul Graal al alotropilor de carbon cu adevărat 1D, carbyne.”
Duritatea carbinei
Carbina este de 40 de ori mai rigidă decât diamantul și de două ori mai rigidă decât grafenul, depășind toate celelalte materiale de carbon ca rezistență. Acest material ar putea fi extrem de util în dezvoltarea viitoarelor dispozitive super-puternice, conform cercetătorilor.
„Această lucrare a oferit un exemplu de colaborare foarte eficientă și fructuoasă între experimente și teorie pentru a dezvălui și a controla proprietățile electronice și mecanice ale materialelor de dimensiuni reduse, pe bază de carbon. A dus la sinteza și caracterizarea celui mai lung lanț de carbon liniar vreodată. Aceste descoperiri oferă bancul de testare de bază pentru studii experimentale privind corelarea electronilor și tranzițiile de fază dinamică cuantică în geometrii limitate, care nu erau posibile înainte.”, a spus și Angel Rubio.
