世界最强韧材料碳炔可批量生产:强度超钻石40倍

石墨烯结构内部示意图。研究人员采用双层壁碳纳米管来生成稳定的碳链,其长度也创下新的记录。

石墨烯结构内部示意图

  英国《每日邮报》报道,在问世50多年之后,终于有研究团队找到了批量生产碳炔(carbyne)的方法。碳炔相当于碳的一维形式——由碳原子聚集在一起形成的链,被认为是世界上最强韧的材料,强度超过钻石40倍。

  在新的方法中,研究人员采用双层壁碳纳米管来生成稳定的碳链,其长度也创下新的记录。1885年,德国化学家阿道夫·冯·拜尔(Adolf von Baeyer)首次提出了碳炔的概念,他描述了线性炔碳——或者说无限长度的碳链——的存在,并将其称为“carbyne”。不过,他同时指出该材料会非常难以获得,因为它极其不稳定。

在托马斯·皮希勒(Thomas Pichler)的领导下,来自维也纳大学的研究团队开发出了一种新方法,能批量生产出由超过6400个碳原子组成的碳链。在此之前,一条碳链的长度记录只有约100个碳原子。

  在托马斯·皮希勒(Thomas Pichler)的领导下,来自维也纳大学的研究团队开发出了一种新方法,能批量生产出由超过6400个碳原子组成的碳链。在此之前,一条碳链的长度记录只有约100个碳原子。

  为了达到这一新的长度,研究者制造了双层壁纳米管,由两层石墨烯环绕组成。这些纳米管提供了稳定的环境,使超长碳链得以生成,长度比此前碳链长50倍以上。论文第一作者石磊说:“密闭条件下超长线性碳链——比目前已知的最长碳链提高了两个数量级——的直接实验证据,是最终揭开真正一维的碳同素异形物奥秘的一大跨越。”

  碳炔比钻石的强度高40倍,是石墨烯强度的两倍,比其他所有碳材料都要强韧。研究者称,这样一种材料在未来超高强度设备的发展中将有很重要的用途。

  “这项工作还提供了一个很好的例子,为了揭开并控制低维度碳基材料的电学和机械特性,在实验和理论之间可以进行非常高效和成果丰富的合作,”研究者安杰尔·卢比奥(Angel Rubio)说,“该方法将合成出迄今为止最长的碳链,并对其进行定性。对于涉及密闭几何体内的电子相关和量子力学相转变等试验性研究,这些发现提供了试验的基础。”

  为了证实碳链的存在,研究者采用了不同的光谱学和X射线散射技术。他们发现,碳链不仅在这些条件下可以稳定存在,而且其电学特性取决于碳链的长度。“此外,碳炔的机械和电学特性是非常特别的,”卢比奥说,“意味着纳米电子以及光机械设备设计时可以有大量的新的可能性。”

文  新浪科技(任天)

分享到:

相关推荐

  • 0 (2)

    借过高利贷,也混过风俗场,但他是被印在钞票上的男人,也是日本国民科学偶像

    几乎每个国家,都喜欢在流通纸币上印上人物的头像。 而且印刷在纸币上的人物挑选,也十分考究。 大多数的国家,都以本国的政要或领袖人物为主。 乔治·华盛顿与英国女王伊丽莎白 但是也有小部分国家喜欢逆其道而行,比如日本的纸币人物就多为文学家、教育家和科学家。 而且在日本人眼...

  • 18

    她是诗人家的大千金,却写出了世界上第一个程序,超越时代100年!

    在男性撑起计算机行业的今天,你绝对想不到世界上第一个程序员其实是个女人。 她活在180年前的英国,用短暂的一生写下了绚丽的科技诗歌。 她是大诗人拜伦唯一的婚生子,师从著名的数理逻辑学家德·摩根。 她写出的第一个程序,如今的后辈们也不敢随意修改。 google doodles纪念Ada诞辰19...

  • 12

    史上最腹黑病毒,18个月感染世界1/4人口,搞死3000万人,至今仍在变异!

    第一次世界大战是欧洲历史上破坏性最强的战争之一。 这场大战中,人类创造了许多个“首次”,如首次坦克战、首次毒气战、首次重机枪屠杀战以及超级重炮的首次登场。 这些深深反映出人类在战争领域的“强大创造力”。 马克沁重机枪 历史书为了世人牢记这些血和泪筑成的“创造力”,总不吝篇幅地...

评论 抢沙发

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址

SME 发掘你不知道的科技故事