О проекте Напишите нам

Карбин может быть самым прочным из известных материалов

« к списку статей

22.10.2013 Химический портал himsite.ru

Теоретические расчеты позволяют предположить, что линейные одномерные цепи углерода – карбин, могут оказаться прочнее любого известного материала, если, конечно, экспериментаторы подберут условия для получения его в больших количествах.

Исследователи также предсказывают, что такая аллотропная форма углерода должна обладать уникальными электрическими и магнитными свойствами, которые могут оказаться полезными для применения в компьютерной технологии.


В соответствии с теоретическими прогнозами, одномерные нити из атомов углерода – карбин, могут оказаться прочнее, чем любой известный материал, включая графен. На иллюстрации изображена цепь материала (желтая) и ее высшая занятая молекулярная орбиталь (зеленая).

Химики развлекались с идеями строения и попытками синтеза этой аллотропной модификации углерода с 1950-х годов. Делались неоднократные попытки синтеза полиинов – углеродных цепей, в которых чередуются одинарные и тройные связи, а также кумуленов – цепочек, в который атомы углерода связаны двойными связями. Соединения обоих типов сложно получить, они отличаются низкой стабильностью, поэтому долгое время химия карбинов считалась тупиковой веткой в развитии химии. Тем не менее, успех в синтезе графена, углеродных нанотрубок и фуллеренов – тех форм углерода, которые когда-то тоже считались малодоступными и нестабильными, подстегнул угасший было интерес к карбину. Так, в 2010 году были получены цепи карбина, содержащие 44 атома углерода, которые можно было наблюдать в растворе.

Борис Якобсон (Boris I. Yakobson) из Университета Райса, узнав об синтезе С44, решил использовать компьютерное моделирование для получения всесторонней и исчерпывающей информации о свойствах графена.

Исследователи из группы Якобсона смогли предсказать различные свойства карбина, рассчитывая, что будет происходить с энергетическими состояниями карбина в определенных условиях. Например, они смогли определить предел прочности карбина на разрыв, моделируя натяжение цепи за счет увеличения межатомного расстояния между атомами углерода. Исследователи определили, как будет меняться энергия материала, какую силовую нагрузку он может перенести до того, как потерять стабильность.

В общем случае, механические свойства карбина могут превзойти свойства других модификаций углерода. Так, его прочность на разрыв может быть вдвое выше аналогичного параметра графена и углеродных нанотрубок. Карбин также может обладать уникальными и новыми магнитными свойствами. Исследователи предсказали, что перегибание цепи карбина на 90° от нормального ее состояния превратит материал в магнитный полупроводник, и, возможно, это свойство будет интересно для разработчиков устройств с цифровой памятью.

Также, по словам Якобсона, карбин должен отличаться огромной площадью поверхности – если было бы возможным получить небольшой куб из этих углеродных нитей, он должен отличаться высокой пористостью и низкой плотностью, что, в перспективе, может обусловить применение этого материала для изготовления электродов или химических сенсоров.

Тем не менее, Якобсон признает, что и у результатов моделирования есть свои недостатки и недоработки. Так, не были проведены расчеты, позволяющие выяснить, как кислород воздуха может дестабилизировать углеродную цепь, поэтому химики из группы Якобсона в настоящий момент пытаются предсказать электронные свойства карбина в больших деталях. Хотя, конечно же, самая большая загадка, которую приходится решать в связи с химией карбина – это не теоретические предсказания, а синтез этой аллотропной модификации углерода, до этого все расчеты и предсказания свойств карбина и других материалов, которые еще не получены, могут оставаться порывами души.

Статья опубликована от компании: Химический портал himsite.ru

Ещё анонсы и статьи

19.06.2026 Химический портал himsite.ru

Сельское хозяйство: транспортировка кормов и готовой продукции

Сельское хозяйство является одной из важнейших отраслей экономики, обеспечивающей продовольственную безопасность и развитие регионов. Однако эффективное функционирование этой сферы невозможно без прав...

Читать далее »

01.06.2026 Химический портал himsite.ru

Полиэтиленовая пленка для теплиц: плюсы и минусы

Современные огородники и фермеры все чаще обращают внимание на пленку для теплиц как доступное и эффективное решение для защиты растений. Этот материал позволяет создавать оптимальные условия для рост...

Читать далее »

24.04.2026 Химический портал himsite.ru

Бункер наземный перегрузочный для ЖД вагонов: специфика оборудования

Задержка подвижного состава на подъездных путях терминала оборачивается штрафами за простой и нарушением графика отгрузки. Оптимизировать логистику помогает специализированная техника, где бункер пере...

Читать далее »

13.04.2026 Химический портал himsite.ru

Как получить права категории А: пошаговое руководство для новичков

Получение водительских прав категории А — это важный шаг для тех, кто мечтает управлять мотоциклом. Однако для новичков этот процесс может показаться сложным и запутанным. В этой статье мы подробно ра...

Читать далее »

03.02.2026 ООО «СМП Роботикс»

Роботы с искусственным интеллектом: переворот в промышленной автоматизации

Компания «СМП Роботикс» г. Зеленоград демонстрирует инновационный прорыв в области создания автономных мобильных роботов, интегрированных с передовыми технологиями искусственного интеллекта (ИИ). Внед...

Читать далее »

Copyright © 2009-2026 HimSite.ru - Портал химической промышленности, оборудование для химии, нефтехимии, полимеров.

Обратная связь