Home Artikel Pendidikan Bahan terkuat baru dunia Carbyne?

Para peneliti di Rice University telah menggunakan simulasi komputer untuk menghitung bahwa carbyne, rantai monodimensional atom karbon, yang dua kali lebih kuat sebagai nanotube karbon dan tiga kali lebih keras dari berlian. Jika temuan mereka sudah benar dan tantangan yang ditimbulkan oleh manufaktur bisa diatasi, maka carbyne bisa membuktikan bahan yang sangat berguna untuk berbagai aplikasi.

Karbon dengan nama lain

Seperti yang Anda ingat dari kelas kimia organik, salah satu faktor utama yang membuat karbon begitu istimewa adalah kemampuannya untuk dengan mudah ikatan dengan atom, termasuk dirinya sendiri, dalam berbagai bentuk yang berbeda. Bahkan bermain-main dengan atom karbon saja dapat menghasilkan bentuk yang berbeda (atau alotrop) karbon, mulai dari grafit berlian dan, baru-baru ini, bentuk-bentuk buatan sepertibuckyballs , graphene dan nanotube karbon .

Bentuk-bentuk buatan dapat menghasilkan hasil yang mengejutkan baik dalam hal mereka kekuatan mekanik dan aplikasi yang mungkin mereka, seperti elektronik next-gen . Jadi harus datang tidak mengherankan bahwa para ilmuwan mencari untuk mengungkap alotrop baru dengan sama, fitur mungkin bahkan lebih unggul.

Carbyne, atau karbon acetylenic linier, belum alotrop karbon lain yang tumbuh di sebuah rantai tunggal dengan ikatan atom tunggal dan tiga.Karena merupakan rantai tunggal atom-tebal dan tidak selembar (seperti graphene) atau tabung berongga (seperti karbon nanotube), itu dianggap sebagai bahan yang benar-benar satu-dimensi. Para ilmuwan telah lama percaya bahwa ini dimensi tunggal mungkin memberikan sifat mekanik dan listrik yang tak tertandingi carbyne.

Carbyne dan sifat-sifatnya

Nanoropes atau nanorods dari carbyne, rantai atom karbon, akan lebih kuat dari graphene ...

Rice University fisikawan teoritis Boris Yakobson dan timnya berangkat untuk menggambarkan sifat carbyne dengan menggunakan informasi yang tersedia dari penelitian sebelumnya dan menggabungkan dalam simulasi komputer untuk menumpahkan lebih banyak cahaya pada sifat-sifat bahan ini sulit dipahami.

Setelah mengkonfirmasi carbyne yang stabil pada suhu kamar, sebagian besar menolak interaksi dengan sekitar rantai atom carbyne, para peneliti kemudian menemukan carbyne yang memang luar biasa, belum pernah terjadi sebelumnya fitur sendiri.

Dalam hal sifat mekanik kekuatan tarik, atau kemampuannya untuk menahan peregangan, adalah dua kali lipat dari graphene. Menurut model komputer, carbyne juga dua kali lebih kaku seperti graphene dan tiga kali lebih kaku seperti berlian dan, menariknya, kekakuan torsional carbyne yang dapat dimodifikasi dengan melampirkan molekul yang sesuai di akhir setiap rantai karbon.

Menurut Yakobson, carbyne juga ternyata memiliki beberapa fitur listrik yang sangat menarik dan unik. Molekul dapat melekat pada setiap ujung rantai untuk membuatnya cocok untuk menyimpan energi, band gap nya, properti listrik penting yang menentukan konduktivitas listriknya, dapat ditarik 3,2-4,4 eV hanya dengan peregangan material dengan sepuluh persen dan akhirnya , ketika memutar 90 derajat, carbyne juga berubah menjadi semikonduktor magnetik.

Apa selanjutnya?

Jika prediksi ini benar, maka fleksibilitas dari carbyne bisa satu hari menyebabkan kemajuan penting dalam bidang mulai dari desain baru nanoelectronic dan perangkat spintronic ke gedung bagian yang sangat tinggi kinerja mekanik.

Sayangnya, mengetahui sifat-sifatnya dan mampu memanfaatkan mereka adalah dua masalah yang sangat berbeda. Sementara carbyne telah terdeteksi dalam debu antar bintang dan grafit terkompresi, hal ini membuktikan sangat menantang untuk menciptakan di laboratorium (peneliti hanya berhasil menciptakan rantai yang sangat kecil hingga 44 atom). Tapi setidaknya, studi seperti ini mungkin mendorong investasi lebih ke arah pemecahan masalah praktis manufaktur rantai lagi carbyne.

Yakobson dan rekan sekarang mengatakan bahwa mereka akan mengambil melihat lebih dekat pada konduktivitas carbyne, dan secara khusus pada hubungan antara memutar dan band gap nya. Kerja masa depan mereka juga akan mencakup mencari tahu apakah unsur-unsur lain dalam tabel periodik juga mampu membentuk rantai monodimensional serupa.

Sebuah makalah yang menjelaskan bahan muncul dalam edisi terbaru jurnalACS Nano .

Sumber: Rice University

Leave a Reply