ካርቦን - አንድ-ልኬት ካርቦን

በጥቅምት 2016 የተፈጥሮ ቁሳቁሶች መጽሔት እንደዘገበው በቪየና ዩኒቨርሲቲ የፊዚክስ ፋኩልቲ የሳይንስ ሊቃውንት የተረጋጋ ካርቢን ለመሥራት የሚያስችል መንገድ ለማግኘት ችለዋል, ማለትም. ከግራፊን (ባለሁለት-ልኬት ካርቦን) የበለጠ ኃይለኛ ነው ተብሎ የሚታሰበው አንድ-ልኬት ካርቦን።

አሁንም የቁሳቁስ አብዮት ታላቅ ተስፋ እና አራማጅ ተደርጎ የሚወሰድ፣ በቴክኖሎጂ ውስጥ እውን ከመሆኑ በፊትም ቢሆን፣ ግራፊን በካርቦን ላይ በተመሰረተው የአጎቱ ልጅ ቀድሞውኑ ከዙፋን ሊወርድ ይችላል - ካርቢን. ስሌቶች እንደሚያሳዩት የካርበን የመሸከም ጥንካሬ ከግራፊን በሁለት እጥፍ ከፍ ያለ ሲሆን የመለጠጥ ጥንካሬው ከአልማዝ በሶስት እጥፍ ይበልጣል. ካርቦይን (በንድፈ-ሀሳብ) በክፍል ሙቀት ውስጥ የተረጋጋ ነው, እና ክሮቹ አንድ ላይ ሲከማቹ, ሊገመት በሚችል መንገድ ይገናኛሉ.

ይህ ፖሊalkyne (C≡C) n መዋቅር ያለው የካርቦን allotropic ቅርጽ ሲሆን አተሞች በተለዋጭ ነጠላ እና ባለሶስት ቦንዶች ወይም የተጠራቀሙ ድርብ ቦንድ ያላቸው ረጅም ሰንሰለቶች ይፈጥራሉ። እንዲህ ዓይነቱ ሥርዓት አንድ-ልኬት (1D) መዋቅር ተብሎ ይጠራል ምክንያቱም ሌላ ምንም ነገር ከአንድ አቶም-ወፍራም ክር ጋር አልተጣመረም. የግራፊን መዋቅር ረጅም እና ሰፊ ስለሆነ ባለ ሁለት-ልኬት ይቀራል ፣ ግን ሉህ አንድ ውፍረት ያለው አቶም ብቻ ነው። እስካሁን የተደረገው ጥናት እንደሚያመለክተው በጣም ጠንካራ የሆነው የካራቢነር ቅርፅ እርስ በርስ የተጠላለፉ ሁለት ክሮች (1) ያካትታል.

እስከ ቅርብ ጊዜ ድረስ ስለ ካርቢን ብዙም አይታወቅም ነበር. የሥነ ፈለክ ተመራማሪዎች እንደሚናገሩት በመጀመሪያ የተገኘው በሜትሮይትስ እና በ interstellar አቧራ ውስጥ ነው።

ሚንግጂ ሊዩ እና የሩዝ ዩኒቨርሲቲ ቡድን የካርቦን ቲዎሪቲካል ባህሪያት ያሰሉ ሲሆን ይህም በተጨባጭ ምርምር ውስጥ ሊረዳ ይችላል. ተመራማሪዎቹ የመለጠጥ ጥንካሬን, የመተጣጠፍ ጥንካሬን እና የጡንጥ መበላሸት ሙከራዎችን ግምት ውስጥ በማስገባት ትንታኔዎችን አቅርበዋል. የተለየ የካርቦሃይድሬት ጥንካሬ (ማለትም ከጥንካሬ እስከ ክብደት ጥምርታ) ከግራፊን (6,0-7,5. 107×4,7 N∙m/kg) ጋር ሲነጻጸር ከዚህ በፊት ታይቶ በማይታወቅ ደረጃ (5,5-107×4,3 N∙m/kg) ላይ መሆኑን አስሉ። ካርቦን ናኖቱብስ (5,0-107×2,5 N∙m/kg) እና አልማዝ (6,5-107×10 N∙m/ኪግ)። ነጠላ ትስስር በአተሞች ሰንሰለት ውስጥ ለመስበር ወደ 14 nN የሚሆን ኃይል ይጠይቃል። በክፍል ሙቀት ውስጥ ያለው የሰንሰለት ርዝመት XNUMX nm ያህል ነው.

በማከል ተግባራዊ ቡድን CH2 የካርቢን ሰንሰለት መጨረሻ እንደ ዲ ኤን ኤ ክር ሊጣመም ይችላል. ከተለያዩ ሞለኪውሎች ጋር የካራቢነር ሰንሰለቶችን "በማስጌጥ" ሌሎች ንብረቶች ሊለወጡ ይችላሉ. ከሃይድሮጂን አተሞች ጋር የሚገናኙ የተወሰኑ የካልሲየም አተሞች መጨመር ከፍተኛ መጠን ያለው የሃይድሮጅን ማጠራቀሚያ ስፖንጅ ያስገኛል.

የአዲሱ ቁሳቁስ አስደሳች ንብረት ከጎን ሰንሰለቶች ጋር ትስስር የመፍጠር ችሎታ ነው። እነዚህን ቦንዶች የመፍጠር እና የማፍረስ ሂደት ኃይልን ለማከማቸት እና ለመልቀቅ ሊያገለግል ይችላል። ስለዚህ ካራቢነር በጣም ቀልጣፋ የሃይል ማከማቻ ቁሳቁስ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል ምክንያቱም ሞለኪውሎቹ በዲያሜትር አንድ አቶም ናቸው እና የቁሱ ጥንካሬ ደግሞ የመሰባበር አደጋ ሳይኖር በተደጋጋሚ መፈጠር እና ማሰሪያዎችን ማፍረስ ይቻላል ማለት ነው። ሞለኪውሉ ራሱ ይሰብራል.

ሁሉም ነገር የሚያመለክተው ካራቢነርን መዘርጋት ወይም ማዞር የኤሌክትሪክ ባህሪያቱን እንደሚቀይር ነው. ቲዎሪስቶች በሞለኪዩል ጫፍ ላይ ልዩ "እጀታ" እንዲቀመጡ ሐሳብ አቅርበዋል, ይህም በፍጥነት እና በቀላሉ የካርበን ኮንዳክሽን ወይም ባንድ ክፍተት እንዲቀይሩ ያስችልዎታል.

2. በግራፊን መዋቅር ውስጥ የካራቢን ሰንሰለት

እንደ አለመታደል ሆኖ, ሁሉም የታወቁ እና ገና ያልተገኙ የካርቢን ባህሪያት ውብ ንድፈ ሃሳብ ብቻ ይቀራሉ, ቁሳቁሱን በርካሽ እና በብዛት ማምረት ካልቻልን. አንዳንድ የምርምር ላቦራቶሪዎች ካርቦቢን ለማዘጋጀት ሪፖርት አድርገዋል, ነገር ግን ቁሱ በጣም ያልተረጋጋ መሆኑን አረጋግጧል. አንዳንድ ኬሚስቶችም የካራቢነር ሁለት ገመዶችን ካገናኘን, እንደሚኖር ያምናሉ ፍንዳታውን. በዚህ ዓመት በሚያዝያ ወር ውስጥ በግራፊን መዋቅር (2) ውስጥ "ግድግዳዎች" ውስጥ በሚገኙ ክሮች ውስጥ የተረጋጋ የካራቢነር እድገት ሪፖርቶች ነበሩ.

ምናልባት መጀመሪያ ላይ የተጠቀሰው የቪየና ዩኒቨርሲቲ ዘዴ አንድ ግኝት ሊሆን ይችላል. ቶሎ ማወቅ አለብን።