α-карбин и β-карбин. Carbyne е нова форма на въглерод, превъзхождаща по здравина графен и въглеродни нанотръби

„Carbyne“ е материал, създаден от въглеродни атоми, които са сглобени във верига по определен начин. Създаден в лаборатория нова формавъглерод - „Карбин“, който може да се докосне с ръце, не беше признат от учените дълго време. Все още не е открит в природата.

Карбин – наноматериал на бъдещето

Учените първо откриха Carbin в парчета от някои метеорити, преди да бъде признат за съществуващ материал.

След дълги експерименти Carbin е синтезиран в лабораторията, но това е толкова малко количество, че основните свойства трябва да бъдат определени математически.

Те изчислиха, че силата на “Carbin” е почти 2 пъти по-висока от силата на “Graphene” и установиха, че молекулите на “Carbin” не се разтягат, но не губят гъвкавост. Това е химически неактивен материал. Чрез добавяне на молекули на определени вещества към Carbin можете да получите материали с напълно различни свойства.

IN дадено времефизически и Химични свойства"Карбина" вече е добре проучена. Започва създаването на материали, използващи "Carbin" в индустриални количества, чиято здравина е два пъти по-силна от "Graphene". Тези материали имат добра адхезия и са химически неактивни.

„Карбин“, подобно на „графен“, има дебелина от 1 атом. Това означава, че повърхността спрямо масата е много голяма. Това означава, че може да се използва в производството батериии суперкондензатори.

Освен това Carbin има редица други свойства, които позволяват използването му в електрониката и медицината.

Въз основа на електронни свойства учените изграждат сензори за газ, светлина и наличие на живот. Институтът за напреднали технологии на Samsung работи за разработването на гъвкави дисплеи, транзистори и устройства за съхранение.

"Carbin" има висока биологична съвместимост, така че се използва широко в медицината. С помощта на Карбин са създадени съдови протези, шевни конци и покрития за триене на ставите. Вече намира приложение в офталмологията, урологията и стоматологията.

»

Физични свойства

Въглеродът съществува в много алотропни модификации с много разнообразни физически свойства. Разнообразието от модификации се дължи на способността на въглерода да образува различни видове химични връзки.

Въглеродни изотопи

Естественият въглерод се състои от два стабилни изотопа - 12 C (98,93%) и 13 C (1,07%) и един радиоактивен изотоп 14 C (β-излъчвател, T ½ = 5730 години), концентриран в атмосферата и горната част земната кора. Постоянно се образува в долните слоеве на стратосферата в резултат на въздействието на неутрони от космическата радиация върху азотните ядра по реакцията: 14 N (n, p) 14 C, а също така от средата на 50-те години на миналия век, като създаден от човека продукт на атомни електроцентрали и в резултат на тестване на водородни бомби .

Радиовъглеродният метод за датиране, широко използван в кватернерната геология и археология, се основава на образуването и разпадането на 14 C.

Алотропни модификации на въглерода

Схеми на структурата на различни модификации на въглерод
a: диамант, b: графит, c: лонсдейлит, d: фулерен - бакибол C 60, e: фулерен C 540, f: фулерен C 70, g: аморфен въглерод, h: въглеродна нанотръба

Кристален въглерод

· Диамант, графен, графит, карбин, лонсдейлит, нанодиамант, фулерени, фулерит, въглеродни влакна, въглеродни нановлакна, въглеродни нанотръби

Аморфен въглерод

· Активен въглен, дървени въглища, Изкопаеми въглища: антрацит, въглищен кокс, нефт, стъклен въглерод, сажди, сажди, въглеродна нанопяна

На практика по правило изброените по-горе аморфни форми са химични съединениявисоко съдържание на въглерод, а не чистата алотропна форма на въглерода.

Клъстерни форми

· Астралени

Дикарбон

Структура

Електронните орбитали на въглероден атом могат да имат различни геометрии в зависимост от степента на хибридизация на неговите електронни орбитали. Има три основни геометрии на въглеродния атом.

· тетраедричен, образуван при смесване на един s- и три p-електрона (sp 3 хибридизация). Въглеродният атом е разположен в центъра на тетраедъра, свързан чрез четири еквивалентни σ-връзки с въглерод или други атоми във върховете на тетраедъра. Въглеродните алотропни модификации диамант и лонсдейлит съответстват на тази геометрия на въглеродния атом. Въглеродът проявява такава хибридизация, например в метан и други въглеводороди.

· тригонална, образувана от смесването на една s- и две p-електронни орбитали (sp 2 хибридизация). Въглеродният атом има три еквивалентни σ връзки, разположени в една и съща равнина под ъгъл 120° една спрямо друга. Р-орбиталата, която не участва в хибридизацията, разположена перпендикулярно на равнината на σ-връзките, се използва за образуване на π-връзка с други атоми. Тази въглеродна геометрия е характерна за графит, фенол и др.

Дигонална, образувана от смесването на един s- и един p-електрон (sp-хибридизация). В този случай два електронни облака са удължени в една посока и приличат на асиметрични дъмбели. Другите два p електрона образуват π връзки. Въглеродът с такава атомна геометрия образува специална алотропна модификация - карбин.

Графит и диамант

Основните и добре проучени алотропни модификации на въглерода са диамант и графит. При нормални условия само графитът е термодинамично стабилен, докато диамантът и други форми са метастабилни. При атмосферно налягане и температури над 1200 K диамантът започва да се трансформира в графит, над 2100 K трансформацията става за секунди. ΔН 0 преход - 1.898 kJ/mol. При нормално наляганевъглеродът сублимира при 3780 K. Течният въглерод съществува само при определено външно налягане. Тройни точки: графит-течност-пара T = 4130 K, p = 10,7 MPa. Директният преход на графит към диамант става при 3000 K и налягане 11-12 GPa.

Карбин

Кристалната модификация на въглерода на хексагоналната система с верижна структура от молекули се нарича карбин. Веригите имат или полиенова структура (-C≡C-), или поликумуленова структура (=C=C=). Известни са няколко форми на карбин, които се различават по броя на атомите в елементарната клетка, размерите на клетката и плътността (2,68-3,30 g/cm³). Карбинът се среща в природата под формата на минерала хаоит (бели жилки и включвания в графита) и се получава изкуствено - чрез окислителна дехидрополикондензация на ацетилен, чрез действие на лазерно лъчение върху графит, от въглеводороди или CCl 4 в нискотемпературна плазма.

Карбинът е финокристален черен прах (плътност 1,9-2 g/cm³) и има полупроводникови свойства. Получено в изкуствени условиясъставен от дълги вериги от въглеродни атоми, разположени успоредно един на друг.

Карбинът е линеен полимер от въглерод. В молекулата на карбина въглеродните атоми са свързани във вериги последователно чрез тройни и единични връзки (полиенова структура) или постоянно чрез двойни връзки (поликумуленова структура). Това вещество е получено за първи път от съветските химици В.В.Сладков, В.И.Кудрявцев. в Института по елементоорганични съединения на Академията на науките на СССР. Карбинът има полупроводникови свойства и неговата проводимост се увеличава значително, когато е изложен на светлина. Първият се основава на това свойство практическа употреба- във фотоклетки.

Имоти

Карбинът е финокристален черен прах (плътност 1,9÷2 g/cm³) и има полупроводникови свойства. Получава се при изкуствени условия от дълги вериги от въглеродни атоми, разположени успоредно един на друг. Карбинът е линеен полимер от въглерод. В молекулата на карбина въглеродните атоми са свързани във вериги последователно чрез тройни и единични връзки (полиенова структура) или постоянно чрез двойни връзки (поликумуленова структура). Това вещество е получено за първи път от съветските химици В.В.Сладков, В.И.Кудрявцев. в Академията на науките на СССР (INEOS). Карбинът има полупроводникови свойства и неговата проводимост се увеличава значително, когато е изложен на светлина. Първото практическо приложение е базирано на това свойство – във фотоволтаичните клетки.

Фон на отварянето

Въпросът за възможността за съществуването на форми на въглерод с sp-хибридизация на атомите е многократно разглеждан теоретично. През 1885 г. немският химик Адолф Байер се опитва да синтезира верижен въглерод от ацетиленови производни, използвайки поетапен метод. Въпреки това опитът на Байер да получи полиин(съединение, съдържащо най-малко три изолирани или спрегнати C≡C връзки в молекула) е неуспешен; той получава въглеводород, състоящ се от четири ацетиленови молекули, свързани във верига, които се оказват изключително нестабилни. Нестабилността на долните полиини служи като основа за Байер да създаде теорията на напрежението, в която той постулира невъзможността за получаване на верижен въглерод. Авторитетът на учения охлади интереса на изследователите към синтеза на полиини и работата в тази посока спря за дълго време.

Едномерната (линейна) форма на въглерода дълго време остава липсващата връзка в въглеродната алотропия. Важен стимул за възобновяването на работата в тази област беше откриването на представители на полиацетиленовата серия в природата през 30-те години на миналия век. В някои растения и нисши гъби са открити полиинови съединения, съдържащи до пет спрегнати ацетиленови групи. Едни от първите, които решиха да оспорят авторитета на своите предшественици, бяха ръководителите на лабораторията по макромолекулни съединения в INEOS Василий Владимирович Коршак и Алексей Михайлович Сладков. Тяхната работа доведе до откриването на нова линейна алотропна форма на въглерод.

През 1959–1960 г. в лабораторията за високомолекулни съединения на INEOS, ръководена от академик Коршак, са проведени систематични изследвания на реакцията на окислително свързване на диацетиленовите съединения. Установено е, че в присъствието на двувалентни медни соли тази реакция може да се проведе с всякакви диацетиленови съединения за образуване на полимери, чиято елементарна единица запазва въглеродния скелет на оригиналния диацетилен. В този случай първо се образуват полимерни Cu(I) полиацетилениди. Този вариант на реакцията на окислително свързване се нарича окислителна дехидрополикондензация. Учените предполагат, че ацетиленът може да се използва като мономер за такава поликондензация. Наистина, когато ацетиленът беше прекаран във воден амонячен разтвор на Cu(II) сол, бързо се образува черна утайка. Именно този път доведе A.M.Sladkov, V.I.Kassatochkin до откриването на линейната форма на въглерода, която те нарекоха „. карабина».

Според откривателите на карбина, най-трудно за тях е било да определят с какви връзки въглеродните атоми са свързани във верига. Това могат да бъдат редуващи се единични и тройни връзки (–С≡С–С≡С–), само двойни връзки (=С=С=С=С=) или и двете едновременно. Само няколко години по-късно беше възможно да се докаже, че в получения карбин няма двойни връзки. Полииновата структура на веригите се потвърждава от образуването на оксалова киселина по време на озонирането на карбин.

Теорията обаче позволява съществуването на линеен въглероден полимер само с двойни връзки, който е получен през 1968 г. от аспиранта на Сладков V.P. , който се нарича поликумулен. Доказателство за наличието на двойни връзки в полученото вещество е фактът, че при озониране на поликумулена се получава само въглероден диоксид.

Така бяха получени две форми на линеен въглерод: полиин (–C≡C–) n, или α-карбин, и поликумулен (=C=C=) n, или β-карбин. Авторите на откритието са провели подробно изследване на структурата на карбина различни методиса изследвани неговите термодинамични и електрофизични свойства.

Конструкция на карабина

Според някои изследователи все още не са получени недвусмислени и строги доказателства за индивидуалността на карбина и неговата структура, докато други автори, напротив, смятат, че такива доказателства съществуват. Дискусията за съществуването на карбин до голяма степен се дължи на факта, че неговата диагностика има редица технически трудности, тъй като при използване на високоенергийни методи е възможен преходът на карбин в други форми на въглерод. Освен това идеите за структурата на карбина отдавна са несъвършени. Авторите на откритието на карбина предложиха модел на неговата кристална структура под формата на набор от вериги от кумуленов или полиенов тип, опаковани в кристали поради силите на Ван дер Ваалс. Предполага се, че веригите са прави, тъй като всеки въглероден атом е в състояние на sp-хибридизация.

Наистина сега е установено, че структурата на карбин се формира от въглеродни атоми, събрани във вериги с двойни връзки (β-карбин) или редуващи се единични и тройни връзки (α-карбин). Полимерните вериги имат реактивни краища (т.е. носят локализиран отрицателен заряд) и се извиват с ваканции във веригата на места, където веригите са свързани една с друга поради припокриващите се π-орбитали на въглеродни атоми. Наличието на метални примеси като желязо и калий е важно за образуването на кръстосани връзки. Убедителни доказателства за наличието на зигзаг в линейна въглеродна верига са получени в теоретичната работа на Коршак: резултатите от неговото изчисление са в добро съответствие с инфрачервения спектър на карбин.

Въз основа на резултатите от по-нататъшни изследвания на структурата на кристалния карбин е предложен модел на неговата елементарна клетка. Според този модел елементарната клетка на карбина се състои от успоредни въглеродни вериги със зигзаг, поради което клетката се оказва двуслойна. Дебелината на един слой е верига от шест въглеродни атома. В долния слой веригите са плътно опаковани и разположени в центъра и ъглите на шестоъгълника, докато в горен слойняма централна верига и получената ваканция може да съдържа атоми на примеси. Възможно е те да са катализатори за кристализацията на карбин. Този модел осигурява ключа за разкриване на феномена на карбина и обяснява в каква конфигурация може да бъде стабилизиран като цяло нестабилен набор от линейни въглеродни вериги.

Вижте също

Връзки

  • * В.И. Саранчук, В. В. Ошовски, Г. О. Власов. Химия и физика на запалими копалини. - Донецк: Подобна Видавнича къща, 2003. −204 с.
  • Карбон от Алексей Сладков - историята на откриването на карабината
  • Сладков А.М., Кудрявцев Ю.П. Диамант, графит, карбин - алотропни форми на въглерод // Природа. 1969. № 5. С.37-44.

Бележки


Фондация Уикимедия. 2010 г.

Синоними:

Carbyne ще отнеме титлата на най-издръжливия материал от графена, ако и веднага щом се научат да го произвеждат в значителни количества. Това се казва в статия на теоретичния физик Борис Якобсон и колегите му, публикувана тази седмица.

Неотдавна графенът влезе във всички новини, превръщайки се в най-издръжливия материал. Нобеловата награда беше присъдена за експерименти с графен през 2010 г. Но учените може да са синтезирали нов, най-силен материал, известен като карбин.


Свойствата на карбина станаха известни още през лятото. Този материал е верига от въглеродни атоми, свързани или чрез двойни връзки в серия, или чрез редуване на тройни и единични връзки. Това по някакъв начин прави карбина едноизмерен материал - за разлика от двуизмерния графен или триизмерните кухи въглеродни нанотръби.

Новата статия казва, че ако се произвеждат в достатъчни количества, ще бъде възможно да се възползват от някои от уникалните свойства на карбина. По-специално, изчисленията показват, че якостта на опън на новия материал може да бъде два пъти по-висока от тази на графена. Освен това е два пъти по-твърд от графена и три пъти по-твърд от диаманта. В допълнение, карбинът има изразени полупроводникови свойства и може да действа като материал за устройства за съхранение на енергия.

Но малко хора вече си спомнят, че карбинът се нарича още КАРБОН НА АЛЕКСЕЙ СЛАДКОВ.

През 1960 г. карбинът е синтезиран от съветския химик А.М. Сладков 1922–1982 г. в стените на Института по елементоорганични съединения в Москва и наименуван от него карабина. Той не знаеше това, като уникални свойства, това изкуствено създадено вещество привлече интереса на целия свят и започна практическото му използване в различни области на човешката дейност, например в медицината и електрониката. ‎През 1968 г. американски учени А. Ел Гореси и Г. Дони изследват проби метеоритен кратер(Германия, Бавария), ги деминерализират чрез обработка с различни киселини. В неразтворимия концентрат беше графит. Учените откриха включвания на неизвестно вещество със сребристо-бял цвят - въглерод. Оптичните свойства на веществото не бяха абсолютно подобни на свойствата на естествения диамант или неговата изкуствено получена кристална модификация - лонсдейлит. Откритото вещество се оказа нова алотропна форма на въглерод („бял въглерод“), което беше потвърдено чрез изследването му с помощта на рентгенова дифракция. Учените са стигнали до извода, че тази форма на угред се е образувала от графит в резултат на падане на метеорит под въздействието на висока температураи натиск.

Най-парадоксалното в тази история е, че съществуването на карабина, която в лабораторията на А.М. Сладков можеше да бъде видян, докоснат и с него са правени експерименти, до откриването му в природата не е официално признато. По-точно, те бяха предпазливи с признаването му, като по този начин още веднъж потвърдиха колко силни са консервативните прояви в науката, колко трудно е да се докаже погрешността на твърденията на признати авторитети. Един от първите, които решиха да оспорят авторитета на своите предшественици, беше талантливият руски учен Алексей Михайлович Сладков. Работата, която той извършва в Института по органоелементни съединения, която се отличава, според служителите на неговата лаборатория И. Голдинг и Н. Васнева, с "удивителна финес и яснота на дизайна" - окислителната поликондензация на ацетилена - доведе до откриване на нова линейна алотропна форма на въглерод.

Като син на известен руски химик, репресиран през 30-те години, професор в Московския химикотехнологичен институт. DI. Менделеев, научен директор на най-големия институт хранителни продуктии багрила (НИОПИК), A.M. Сладков тогава не намери признание. Той избягваше обществените дела по всякакъв начин и не беше в редиците на КПСС заради репресирания си баща.

Авторското свидетелство за метода за получаване на карбин от Комитета за изобретения и открития към Министерския съвет на СССР е регистрирано като откритие с приоритет 1960 г. едва на 7 декември 1971 г. Тези. единадесет години след сериала успешни преживявания. Отне единадесет години чакане, за да се разбие недоверието към откритие, което опровергава световните авторитети. След като получи карбин, А.М. Сладков стигна до идеята за множеството карбинови форми на въглерода, съществуването голямо количествоосновни въглеродни полимери. Последвалите изследвания на учени потвърдиха това предположение. Често в научната литература има публикации, които претендират за синтеза на нова кристална форма или алотропна модификация на въглерода.

В подкрепа на това, през 1985 г., например, имаше откритието на голямо семейство от сферични въглеродни молекули, наречени фулерени. Това откритие даде нов тласък на изследванията по света в областта на въглерода и неговите алотропи. Авторите на следващото откритие - група американски учени - донесоха Нобелова награда. Не означава ли всичко това, че като откривател на тези нови форми на въглеродни молекули, руският учен има всички основания да претендира и още повече да получи Нобелова награда за изключителното си откритие на КАРБИН!?

На този моментполучаването на карбин остава изключително предизвикателна задача, така че учените все още не провеждат експерименти с реална материя, а прибягват до квантово-механично моделиране на суперкомпютри. „ВЪВ предишни произведения... вниманието беше насочено към някои негови индивидуални характеристики, но ние се заехме да го характеризираме от всички страни наведнъж, тоест да създадем цялостен механичен модел на материала“, казва Артюхов.

Резултатите от такова моделиране показаха, че карбинът има уникално висока твърдост - неговата специфична якост на килограм маса е 1 милион килонютона на метър. Това е два пъти повече от силата на нанотръбите и графена (0,45 милиона килонютона) и почти три пъти по-силно от диаманта - 0,35 милиона килонютона). „Открихме няколко други интересни феномена, например, че устойчивостта на усукване на карбина може да бъде „включена“ чрез прикрепване на определени функционални групи към краищата“, каза събеседникът на агенцията.

В допълнение, Джейкъбсън и колегите му успяха да докажат, че при разтягане на карбинова нишка, нейните електрически свойства радикално се променят - тя се "трансформира" от формата на кумулен (който е проводник) във формата на полиин (диелектрик), т.е. е, като разтегнете нишката на карбина, можете да изключите и включите проводимостта.

Не космически асансьор, а електроника

В момента технологиите за производство на карбин са изключително сложни. Най-дългата карбинова нишка - 6 нанометра - е получена през 2010 г. от учени от Канада. Следователно, според Артюхов, карбинът може да се използва като компонент на различни сложни наносистеми. „Той може да служи като „нанокабел“ или „нанопръчка“ (в зависимост от дължината), както и проводящ или полупроводников „кабел“, казва ученият.

Въпреки уникалната си механична якост, карбинът едва ли ще се използва за създаване на свръхздрави макроскопични кабели, например за „космически асансьори“.

„Факт е, че здравината на един материал винаги се определя не от най-силната, а напротив, от най-слабата „връзка“ в него. При въглеродните влакна това са връзки между графитни листове, при композитите с нанотръби това са контакти между нанотръбата и матрицата. И колкото и да подобрявате свойствата на усилващите елементи в системата, нейната здравина ще остане постоянна, ако те са лошо свързани помежду си“, казва Артюхов.

Но карбинът може да бъде полезен в електрониката - в зависимост от напрежението, неговата проводимост и спектърът на оптично поглъщане се променят драстично. „Чрез напрежение можете да контролирате към каква дължина на вълната на светлината материалът е най-чувствителен. Това е много полезно свойствоза оптоелектронни приложения, по-специално в телекомуникациите“, отбеляза ученият.

Карбин

Carbyne ще отнеме титлата на най-издръжливия материал от графена, ако и веднага щом се научат да го произвеждат в значителни количества. Това се казва в статия на теоретичния физик Борис Якобсон и колегите му, публикувана тази седмица.

Неотдавна графенът влезе във всички новини, превръщайки се в най-издръжливия материал. Нобеловата награда беше присъдена за експерименти с графен през 2010 г. Но учените може да са синтезирали нов, най-силен материал, известен като карбин.

Свойствата на карбина станаха известни още през лятото. Този материал е верига от въглеродни атоми, свързани или чрез двойни връзки в серия, или чрез редуване на тройни и единични връзки. Това по някакъв начин прави карбина едноизмерен материал - за разлика от двуизмерния графен или триизмерните кухи въглеродни нанотръби.

Новата статия казва, че ако се произвеждат в достатъчни количества, ще бъде възможно да се възползват от някои от уникалните свойства на карбина. По-специално, изчисленията показват, че якостта на опън на новия материал може да бъде два пъти по-висока от тази на графена. Освен това е два пъти по-твърд от графена и три пъти по-твърд от диаманта. В допълнение, карбинът има изразени полупроводникови свойства и може да действа като материал за устройства за съхранение на енергия.

Но малко хора вече си спомнят, че Carbin се нарича още CARBON ОТ АЛЕКСЕЙ СЛАДКОВ.

През 1960 г. карбинът е синтезиран от съветския химик А.М. Сладков 1922-1982 г. в стените на Института по елементоорганични съединения в Москва и наименуван от него карабина. Той не знаеше, че притежавайки уникални свойства, това изкуствено създадено вещество привлече интереса на целия свят и започна практическото му използване в различни области на човешката дейност, например в медицината и електрониката. През 1968 г. американски учени A. El Goresi и G. Donnay, изучавайки проби от метеоритен кратер (Германия, Бавария), ги деминерализират, като ги третират с различни киселини. В неразтворимия концентрат беше графит. Учените откриха в него включвания на неизвестно вещество със сребристо-бял цвят - въглерод. Оптичните свойства на веществото не бяха абсолютно подобни на свойствата на естествения диамант или неговата изкуствено получена кристална модификация - лонсдейлит. Откритото вещество се оказа нова алотропна форма на въглерод („бял въглерод“), което беше потвърдено чрез изследването му с помощта на рентгенова дифракция. Учените са стигнали до извода, че тази форма на угреда се е образувала от графит в резултат на падане на метеорит под въздействието на висока температура и налягане.

Най-парадоксалното в тази история е, че съществуването на карабина, която в лабораторията на А.М. Сладков можеше да бъде видян, докоснат и с него са правени експерименти, до откриването му в природата не е официално признато. По-точно, те бяха предпазливи с признаването му, като по този начин още веднъж потвърдиха колко силни са консервативните прояви в науката, колко трудно е да се докаже погрешността на твърденията на признати авторитети. Един от първите, които решиха да оспорят авторитета на своите предшественици, беше талантливият руски учен Алексей Михайлович Сладков. Работата, която той извършва в Института по органоелементни съединения, която се отличава, според служителите на неговата лаборатория И. Голдинг и Н. Васнева, с "удивителна финес и яснота на дизайна" - окислителната поликондензация на ацетилена - доведе до откриване на нова линейна алотропна форма на въглерод.

Като син на известен руски химик, репресиран през 30-те години, професор в Московския химикотехнологичен институт. DI. Менделеев, научен директор на най-големия Институт по хранителни продукти и багрила (NIOPIK), A.M. Сладков тогава не намери признание. Той избягваше обществените дела по всякакъв начин и не беше в редиците на КПСС заради репресирания си баща.

Авторското свидетелство за метода за получаване на карбин от Комитета за изобретения и открития към Министерския съвет на СССР е регистрирано като откритие с приоритет 1960 г. едва на 7 декември 1971 г. Тези. единадесет години след серия от успешни експерименти. Отне единадесет години чакане, за да се разбие недоверието към откритие, което опровергава световните авторитети. След като получи карбин, А. М. Сладков стигна до идеята за множеството карбинови форми на въглерода, съществуването на голям брой основни въглеродни полимери. Последвалите изследвания на учени потвърдиха това предположение. Често в научната литература има публикации, които претендират за синтеза на нова кристална форма или алотропна модификация на въглерода.

В подкрепа на това, през 1985 г., например, имаше откритието на голямо семейство от сферични въглеродни молекули, наречени фулерени. Това откритие даде нов тласък на изследванията по света в областта на въглерода и неговите алотропи. Авторите на следващото откритие - група американски учени - получиха Нобелова награда през 1996 г. Не означава ли всичко това, че като откривател на тези нови форми на въглеродни молекули, руският учен има всички основания да претендира и още повече да получи Нобелова награда за изключителното си откритие на КАРБИН!?

В момента получаването на карбин остава изключително трудна задача, така че учените все още не провеждат експерименти с истинското вещество, а прибягват до квантово-механично моделиране на суперкомпютри. „В предишни работи... вниманието беше насочено към някои от индивидуалните му характеристики, но ние се заехме да го характеризираме от всички страни наведнъж, тоест да създадем пълен механичен модел на материала“, казва Артюхов.

Резултатите от такова моделиране показаха, че карбинът има уникално висока твърдост - неговата специфична якост на килограм маса е 1 милион килонютона на метър. Това е два пъти по-силно от нанотръбите и графена (0,45 милиона килонютона) и почти три пъти по-силно от диаманта (0,35 милиона килонютона). „Открихме няколко други интересни феномена, например, че устойчивостта на усукване на карбина може да бъде „включена“ чрез прикрепване на определени функционални групи в краищата“, каза събеседникът на агенцията.

Освен това Джейкъбсън и колегите му успяха да докажат, че когато нишка от карбин се разтяга, нейните електрически свойства се променят радикално - тя се „трансформира“ от формата на кумулен (който е проводник) във формата на полиин (диелектрик), тоест чрез разтягане на карбиновата нишка можете да изключите и включите проводимостта.

Не космически асансьор, а електроника

В момента технологиите за производство на карбин са изключително сложни. Най-дългата карбинова нишка - 6 нанометра - е получена през 2010 г. от учени от Канада. Следователно, според Артюхов, карбинът може да се използва като компонент на различни сложни наносистеми. „Той може да служи като „нанокабел“ или „нанопръчка“ (в зависимост от дължината), както и проводящ или полупроводников „кабел“, казва ученият.

Въпреки уникалната си механична якост, карбинът едва ли ще се използва за създаване на свръхздрави макроскопични кабели, например за „космически асансьори“.

„Факт е, че здравината на един материал винаги се определя не от най-силната, а напротив, от най-слабата „връзка“ в него. При въглеродните влакна това са връзки между графитни листове, при композитите с нанотръби това са контакти между нанотръбата и матрицата. И колкото и да подобрявате свойствата на усилващите елементи в системата, нейната здравина ще остане постоянна, ако те са лошо свързани помежду си“, казва Артюхов.