Изготовлен самый прочный материал в мире
Австрийские исследователи впервые наладили стабильное производство экзотической формы углерода — карбина, который в 40 раз превышает по прочности алмаз. Об этом они рассказали на страницах журнала Nature Materials.
Свойства карбина ученые рассчитали еще несколько лет назад и выяснили, что по прочности он превосходит все известные людям материалы. Однако производство его было сопряжено с серьезными трудностями: карбин представляет собой длинную цепочку атомов углерода. Фактически он разрушается прямо по мере изготовления.
Чтобы обойти эту проблему, физики из Венского университета положили один слой графена на другой и свернули их в своего рода «термос». Уже внутри этого защитного покрытия ученые синтезировали карбин — цепочку из 6400 атомов (предыдущий рекорд —100 атомов). Физики не только добились стабильной формы, но и выяснили, что электрические свойства карбина зависят от протяженности цепочки.
Однако остается непонятным, как извлечь карбин из графенового «термоса», не повредив его. Пока исследователям остается продолжать изучать новый материал, пользуясь относительной стабильностью его цепочек.
Карбин является одной из наименее изученных аллотропных модификаций углерода. Впервые о возможности его существования стало известно из работ советских химиков Коршака, Сладкова, Касаточкина и Кудрявцева. Исследование с описанием метода получения вещества было опубликовано в 1967 году в журнале Доклады академии наук СССР и получило широкую известность на родине. В 1982 году в Science результаты советских химиков были поставлены под сомнение: оказалось, что сигнал, приписываемый карбину, мог быть получен из-за примесей силикатов. В дальнейшем сигналы, соответствующие карбину, были обнаружены в межзвездном пространстве и в некоторых земных углеродных материалах.
Существование длинных молекул карбина до сих пор является спорным, однако короткие цепи (–C?C–)n (их называют полиинами) хорошо известны. В 2010 году с использованием специальных защитных групп было синтезировано соединение с 44 атомами углерода в такой цепи.