Carbyne sotto tensione. (a) Calcoli DFT dell'energia in funzione della deformazione . La densità elettronica del carbyne (poliino) (b) in equilibrio e (c) sotto tensione mostra un'alternanza di legame più pronunciata nel carbyne teso. (d) Alternanza della lunghezza del legame e (e) aumento del gap di banda in funzione della deformazione. Credito:arXiv:1308.2258 [cond-mat.mtrl-sci]
(Phys.org) —Un documento su Arxiv presenta uno sguardo dettagliato sulle proprietà del carbyne, più forte del grafene e del diamante, un vero supermateriale. Il documento è intitolato, "Carbyne dai primi principi:catena di atomi di C, un nanorod o un nanorope?" Gli autori sono Mingjie Liu, Vasilii I. Artyukhov, Hoonkyung Lee, Fangbo Xu, e Boris I. Yakobson, della Rice University, a Houston, dai dipartimenti di ingegneria meccanica e scienza dei materiali, chimica, e lo Smalley Institute for Nanoscale Science and Technology. Hanno calcolato le proprietà del carbyne. Descritto come una catena di atomi di carbonio collegati da doppi legami alternati e singoli o da doppi legami consecutivi, carbyne è di particolare interesse, i chimici trovano, perché è più forte, e più rigido di qualsiasi cosa abbiano visto prima. La scoperta del carbyne non è del tutto nuova. Le esplorazioni di carbyne hanno la loro storia.
Sono state osservate indicazioni di carbyne formato naturalmente in ambienti come grafite compressa per urti, polvere interstellare, e meteoriti, hanno detto gli autori. Recentemente, catene con lunghezza fino a 44 atomi sono state sintetizzate chimicamente in soluzione.
Altrove, un rapporto della Rice University sulla ricerca sul carbyne nel 2011 ha affermato che mentre il carbyne è considerato un materiale esotico, recenti esperimenti hanno dimostrato che può essere sintetizzato e stabilizzato a temperatura ambiente, dove lo stoccaggio è principalmente di interesse.
Di particolare interesse nel nuovo articolo sul carbyne è che la ricerca del team Rice indica quanto sia forte e rigido questo supermateriale. Sono stati in grado di calcolare le sue proprietà. Nel presentare una sintesi e le conclusioni della loro ricerca, gli autori hanno affermato di essere stati in grado di creare un ritratto completo di carbyne. Alcuni punti chiave sono i seguenti. Ha un'estrema rigidità a trazione, più rigido di un fattore due rispetto al grafene e ai nanotubi di carbonio e una resistenza specifica che supera quella di qualsiasi altro materiale noto. La sua flessibilità è tra quelle dei polimeri tipici e del DNA a doppio filamento, hanno continuato, con una lunghezza di persistenza di ~14 nm.
Una combinazione di proprietà meccaniche ed elettroniche insolite, loro hanno detto, è di grande interesse per applicazioni in sistemi nanomeccanici, dispositivi opto/elettromeccanici, materiali resistenti e leggeri per applicazioni meccaniche, o come matrici di accumulo di energia ad alta area specifica.
La loro ricerca è stata supportata dalla Robert Welch Foundation, una fonte di finanziamento per la ricerca chimica, e il Dipartimento dell'Energia.
© 2013 Phys.org
