Предистория Преди началото на 60-те години. ХХ век беше общоприето, че
Има само две форми на кристален въглерод - диамант
и графит, широко разпространен в природата и известен
на човечеството от древни времена. Много изследователи
изрази недоумение и сметна за малко нелогично, че
съществуването на елемента с най-богата химия
ограничени само до две алотропни модификации.

Заден план

Диамантът е триизмерна (пространствена) форма на въглерод - образуван
въглеродни атоми в състояние на sp3 хибридизация (фиг. 1, а). В графит
– двуизмерна (равнинна) форма – всички въглеродни атоми са в
състояние на sp2 хибридизация (фиг. 1, b). Беше естествено
приемете, че трябва да има друг алотроп
въглеродна форма – верижна (линейна) – с sp-хибрид
въглероден атом (фиг. 1, c). Този проблем отдавна привлича
вниманието на учените – както теоретици, така и практици.

Опитът на Bayer

През 1885 г. немският химик А. Байер
се опита да синтезира верига
въглерод от ацетиленови производни
поетапен метод. въпреки това
Опитът на Байер да получи полиин
беше неуспешен, той получи
въглеводород, състоящ се от четири
ацетиленови молекули, свързани в
верига, и се оказа
изключително нестабилен.
Работата в тази посока ще продължи дълго време
спряна.

Откриване на карабината

През 1959–1960г в лабораторията
високомолекулни съединения INEOS,
с ръководител акад. Коршак,
са проведени систематични проучвания
реакции на окислително свързване
диацетиленови съединения. Беше
Установено е, че при наличие на соли
двувалентна мед тази реакция може да бъде
извършва се с всеки диацетилен
съединения за образуване на полимери,
чиято елементарна връзка запазва
въглероден скелет на оригиналния диацетилен.
В този случай първо се образуват полимери
Cu(I) полиацетилениди. Тази опция
реакции на окислително свързване бяха
наречено окислително
дехидрополикондензация.
В.В. Коршак

Откриване на карабината

Учените предполагат, че като мономер за такива
За поликондензация можете да вземете и ацетилен. Наистина кога
преминаване на ацетилен във воден амонячен разтвор на Cu(II) сол
Бързо се образува черна утайка. Именно тази пътека водеше
А.М.Сладкова, В.В.Коршак, В.И.Касаточкина и Ю.П.Кудрявцев
(снимка) до откриването на линейната форма на въглерода, която те, според
Предложението на Сладков го нарекоха „карабина“* (от
лат. carboneum (въглерод) с окончание „in“, прието в
органична химия за означаване на ацетиленова връзка).
От ляво на дясно:
В.В.Коршак,
А.М.Сладков,
Ю.П.Кудрявцев,
V.I.Kasatochkin

Структурата на карабината

Според откривателите на карабината най-трудното било
определете какви връзки са свързани във верига
° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С
въглеродни атоми
,
,
° С
н
или двойни и тройни връзки едновременно.
Няколко години по-късно беше възможно да се докаже това в двойна карабина
никакви връзки. Потвърждаване на полиинова структура на веригите
обслужвано образование оксалова киселинапо време на озониране
карабина:
н
° С
° С
O3
° С
° С
H2O
О
О
О
н
° С
HO
н
О
н
О
° С
ОХ

Окислителна дехидрополикондензация на ацетилен

Първият метод за получаване на карбин е окислителен
дехидрополикондензация на ацетилен. Прекара се ацетилен
воден амонячен разтвор на Cu(II) сол, бърз
образуване на черна прахообразна утайка,
медни полиацетилениди. Когато изсъхне, този прах
избухна при нагряване, а при намокряне - при детонация.
Принципна схема на процеса на окислителна дехидрополикондензация
ацетилен може да се запише в следната форма с x + y + z = n:
nH
° С
° С
Cu
з
° С
Cu
° С
х
+
° С
з
з
2+
° С
з
г
+
Cu
FeCl3
з
° С
° С
з
н
° С
° С
з
z

Поликумулен

През 1968 г. V.P. Nepochatykh (аспирант
Сладков) чрез контра синтез
(възстановяване на полимер
гликол) получи нов линеен
полимер на въглерод с кумулен
облигации, той се нарича поликумулен.
Доказателство за тази структура беше
фактът, че по време на озониране
се получава само поликумулен
въглероден двуокис:
° С
O3
° С
н
2 nCO2

Поликумулен

Кумуленът с високо молекулно тегло е
неразтворим тъмнокафяв прах с развит
специфична повърхност (200–300 m2/g) и плътност 2,25
g/cm3. При нагряване в продължение на много часове при 1000 oC и
понижено налягане поликумулен частично
кристализира. В резултата, получен след такова отгряване
продукт, използващ електронно предаване
микроскопия са открити два вида монокристали,
съответстващи на α- и β-модификациите на карбина.

Поликондензация на въглероден субоксид с димагнезиев бромид

Кумуленовата модификация на карбин (β-карбин) е получена от
специално разработен от Сладков двуетапен метод. На
първият етап беше поликондензацията на въглероден субоксид
(C3O2) с димагнезиев дибромоацетилен съгласно реакцията на Гринярд тип с
образуване на полимер гликол:
не
° С
° С
° С
О
+
n Br MgC
C MgBr
° С
° С
° С
° С
° С
ОХ
ОХ
Във втория етап този полимер гликол се редуцира
действие на двувалентен калаен хлорид в кисела среда:
° С
° С
° С
ОХ
° С
° С
ОХ
+ n SnCl2
н
° С
° С
° С
° С
° С
+ n SnO + 2n HCl
2
н
н

Дехидрохалогениране на халогенирани полимери

Въглеродната верига се формира предварително по време на полимеризацията
съответните мономери, а при синтеза на карбин задачата
е, че при пълно елиминиране на халогеноводорода
поддържа тази линейна въглеродна верига. Изчерпателно
дехидрохалогенирането е възможно, ако съседните въглеродни атоми
има равен брой халогенни и водородни атоми. Ето защо
Различни GSP бяха удобни за получаване на карабина.
поливинилиден халиди (бромиди, хлориди и флуориди), поли(1,2-дибромоетилен), поли(1,1,2- и 1,2,3-трихлорбутадиени), например:
CH2
CHal2
+Б
н
-nHHal
CH
C Hal
+Б
n-nHHal
° С
° С
н
Реакцията на дехидрохалогениране обикновено се провежда в присъствието на
разтвори на основи (В–) в етанол с добавяне на полярни
разтворители. При използване на тетрахидрофуран се получава синтез
при стайна температура, което избягва изтичане
нежелани реакции.

Карбинова структура

° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С
Досега
установи, че структурата
карбин образуват атоми
въглерод, събран във вериги
двойни връзки (β-карбин)
или редуващи се
единични и тройни
връзки (α-карбин).
Полимерните вериги имат
реактивни краища и
завои с верига
свободни работни места на места, където
вериги са свързани между
себе си поради припокриване
p-орбитали на въглеродни атоми
° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С
° С

Свойства на карбина:

n-тип полупроводник;
електрическа проводимост под въздействието на светлина
карабината се увеличава значително;
карбин дори не губи фотопроводимост
при температури до 500 °C;
алотропни по отношение на топлинния капацитет
формите на въглерода са подредени в един ред:
диамант< графит < карбин, что согласуется с
твърдостта на осцилиращата рамка на тези
системи;
средна калоричност на карабина
значително по-малко в сравнение с графита и
диамант

Карбин в природата

Нова алотропна форма на въглерода е открита през
природа. През 1942 г., когато анализира скали от кратера Аризона,
е открит кристален бял прах, който се състои
само от въглерод.
Кратер Аризона

Карбин в природата

През 1967 г. съветският геохимик Г.П.Вдовикин съобщава
откриване на подобна кристална форма в
метеорит New Uraeus.
Метеорит New Uraeus

Приложение на карбин

Carbyne вече намери приложение в електрониката,
космонавтика, авиация и медицина. Обещаващо
Приложения в оптиката, микровълновата печка и електричеството
технологии, при проектирането на източници на ток и др. Във всички
в тези райони, високо
материална стабилност.
Като се има предвид високата биологична съвместимост и
нетоксичността на карбина е особено важна
използването му в медицинските технологии набира скорост.

Карбин в медицината

Сладков и група служители разработват оптична технология
"Витлан" с карабинно покритие, от което са създадени
протези за кръвоносни съдове, издръжливи, еластични, нетоксични,
с високи тромборезистивни свойства.
Карабиноподобният въглерод намери приложение в производството на
неразкъсваеми здрави шевни конци, за покриване на протриване
повърхности на изкуствени стави, а наскоро започна
използва се и в офталмологията. Използването му в
урология и стоматология.

„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.

»
Научни откритияв изследването на свойствата на въглерода.

Научно откритие "Нова кристална форма на въглерод - карбин."

Формула за отваряне:„Експериментално е установено неизвестното досега явление за съществуването на нова кристална форма на въглерода - карбин, характеризираща се, за разлика от диаманта и графита, с верижна (линейна) структура на въглеродни макромолекули.“
автори:В. И. Касаточкин, А. М. Сладков, Ю. П. Кудрявцев, В. В. Коршак.
Приоритетен номер и дата:бр.107 от 4 Ноември 1960г

Описание на откритието.
въглерод – уникален елемент. Образува безброй съединения, служи като отлично гориво и суровина за получаване на най-много различни материалии продукти, произведени от тях. Поради структурата си, той образува огромен брой съединения само с водород и обща сумана всички видове химични съединения, съдържащи въглерод, включително в клетките на живите същества, надхвърля два милиона.

Не беше възможно веднага да се намерят улики за поведението на въглерода, който има определени структури на атомни вериги. Това беше предшествано от десетилетия на научни изследвания. Дълго време бяха известни само две кристални форми на въглерод - диамант и графит, които имат напълно различни свойства. Диамантът, най-твърдото известно вещество на Земята, е прозрачен и има характерните свойства на електрически изолатор. Графитът е много мек, непрозрачен и добре провежда ток.

Доктор на химическите науки В. И. Касаточкин от Института по изкопаеми горива, съвместно с учени от Института по елементоорганични съединения, доктор на химическите науки А. М. Сладков, кандидат на химическите науки Ю. П. Кудрявцев и член-кореспондент на Академията на науките на СССР В. В. Коршак , откриха феномена на съществуването на нова кристална форма на въглерод, наречена карбин. Получава се от ацетилен. Третата форма на кристален въглерод има полупроводникови свойства и фотопроводимост.

Carbyne също е открит в естествената му форма. Наскоро кристален въглерод със структура, близка до карбина, беше открит в кратера Ries (Бавария), който се образува в резултат на падане на метеорит. Същият въглерод е открит от учени от Института по геохимия на Академията на науките на СССР в метеорита New Uraeus. Тези факти показват, че карбинът е много стабилен и се образува при специфични природни условия. Изследването на тези условия ще помогне за развитието на космохимията. Резките различия в структурата и свойствата на трите форми на кристален въглерод: диамант, графит и карбин са свързани с трите възможни разновидности на хибридна електронна структура на въглеродните атоми и следователно с разликите във видовете междуатомни връзки.

Според теорията за преходните форми на въглерода, комбинацията от неравни хибридни разновидности на атоми в една полимерна структура води до много аморфни форми на това вещество. Въглеродното стъкло е типичен пример за аморфен въглерод, който съчетава всичките три вида хибридни атоми с три вида връзки - диамант, графит и карбин. Броят на комбинациите от хибридни атоми в различни съотношения е много голям. Ето защо сега се появяват нови въглеродни материали с разнообразни свойства. Основата на тези материали е аморфен въглерод.

Вниманието към тези невероятни материали по света нараства всяка година. Създават се големи специализирани научни центрове. Търсенето на нови въглеродни материали продължава упорито. Изключителната лекота, съчетана с устойчивост на топлина, устойчивост на агресивни химически среди и неспособност за магнетизиране, несъмнено ще позволи на тези вещества да заемат водеща позиция сред другите структурни материали в прогресивните области на науката в близко бъдеще.

· Приложение · Токсичен ефект · Свързани статии · Коментари · Бележки · Литература · Официален уебсайт ·

Схеми на структурата на различни модификации на въглерод
а: диамант, b: графит, ° С: лонсдейлит
д: фулерен - buckyball C 60, д: фулерен C 540, f: фулерен C 70
ж: аморфен въглерод, ч: въглеродна нанотръба

Повече информация: Алотропия на въглерода

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 и др.
• Въглищен кокс, петролен кокс и др.
• Стъклен въглерод
• Карбоново черно
• Въглеродна нанопяна

На практика обикновено аморфните форми, изброени по-горе, са химични съединениявисоко съдържание на въглерод, а не чистата алотропна форма на въглерода.

Клъстерни форми

• астралени
• Дикарбон
• Въглеродни наноконуси

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.

• тетраедърен, образуван чрез смесване на един s- и три p-електрона (sp 3 хибридизация). Въглеродният атом е разположен в центъра на тетраедъра, свързан чрез четири еквивалентни -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 смесване на една s- и две p-електронни орбитали (sp 2 хибридизация). Въглеродният атом има три еквивалентни -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 -връзката, се използва за образуване на -връзки 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). Освен това два електронни облака са удължени в една и съща посока и приличат на асиметрични дъмбели. Другите два p електрона създават -връзки. Въглеродът с такава атомна геометрия образува специална алотропна модификация - Carbyne.

През 2010 г. изследователите от университета в Нотингам Стивън Лидъл и колеги получиха съединение (мономерен дилитио метандий), в което четири връзки на въглероден атом са в една и съща равнина. Възможността за "плосък въглерод" е била преди това предсказана за веществото от Paul von Schleyer, но не е била синтезирана.

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. H 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, Р= 10,7 MPa. Директният преход на графит към диамант става при 3000 K и налягане 11-12 GPa.

При налягане над 60 GPa се предполага образуването на много плътна модификация C III (плътност с 15-20% по-висока от плътността на диаманта), която има метална проводимост. При високи наляганияи относително ниски температури(приблизително 1200 K) се образува хексагонална модификация на въглерода от силно ориентиран графит с кристална решеткатип вюрцит - лонсдейлит (a = 0,252 nm, c = 0,412 nm, пространствена група P6 3 /mmc), плътност 3,51 g/cm, тоест същата като тази на диаманта. Лонсдейлитът се намира и в метеорити.

Ултрадисперсни диаманти (нанодиаманти)

През 1980-те години В СССР беше установено, че при условия на динамично натоварване на въглеродсъдържащи материали могат да се образуват диамантени структури, наречени ултрафини диаманти (UDD). Днес терминът „нанодиаманти“ се използва все по-често. Размерът на частиците в такива материали е няколко нанометра. Условията за образуване на UDD могат да се реализират по време на детонацията на експлозиви със значителен отрицателен кислороден баланс, например смеси от TNT с хексоген. Такива условия могат да се реализират и при удари на небесни тела върху повърхността на Земята в присъствието на въглеродсъдържащи материали (органични вещества, торф, въглища и др.). Да, в зоната на падане Тунгуски метеорит UDA бяха намерени в горската почва.

Карбин

Кристалната модификация на въглерода на хексагоналната система с верижна структура от молекули се нарича Carbyne. Веригите имат или полиенова структура (-CC-), 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/cm). 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/cm) 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.

Фулерени и въглеродни нанотръби

Въглеродът е известен и под формата на клъстерни частици C 60, C 70, C 80, C 90, C 100 и други подобни (фулерени), и в допълнение графени, нанотръби и сложни структури - астралени.

Аморфен въглерод (структура)

Структурата на аморфния въглерод се основава на неподредената структура на монокристален (винаги съдържа примеси) графит. Това са кокс, кафяви и черни въглища, сажди, сажди, активен въглен.

Графен

Повече информация: Графен

Графенът е двуизмерна алотропна модификация на въглерода, образувана от слой от въглеродни атоми с дебелина един атом, свързани чрез sp връзки в хексагонална двуизмерна кристална решетка.

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. американските 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 елементоорганични 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.