Carbyne bajo tensión. (a) Cálculos DFT de energía en función de la deformación ɛ. La densidad electrónica de carbyne (polyyne) (b) en equilibrio y (c) bajo tensión muestra una alternancia de enlaces más pronunciada en carbyne tenso. (d) Alternancia de la longitud del enlace y (e) aumento de la banda prohibida en función de la deformación. Crédito:arXiv:1308.2258 [cond-mat.mtrl-sci]
(Phys.org) —Un artículo sobre Arxiv presenta una descripción detallada de las propiedades del carbeno, más fuerte que el grafeno y el diamante, un verdadero supermaterial. El papel se titula, "Carbyne de los primeros principios:cadena de átomos de C, ¿una nanorod o una nanorope? ". Los autores son Mingjie Liu, Vasilii I. Artyukhov, Hoonkyung Lee, Fangbo Xu, y Boris I. Yakobson, de la Universidad de Rice, en Houston, de los departamentos de ingeniería mecánica y ciencia de los materiales, química, y el Instituto Smalley de Ciencia y Tecnología a Nanoescala. Han calculado las propiedades del carbeno. Descrito como una cadena de átomos de carbono que están unidos por enlaces triples y sencillos alternos o por dobles enlaces consecutivos, carbyne es de especial interés, los químicos encuentran, porque es mas fuerte, y más rígido que cualquier cosa que hayan visto antes. El descubrimiento del carbino no es del todo nuevo. Las exploraciones de carbino tienen su propia historia.
Se observaron indicios de carbino formado naturalmente en entornos tales como grafito comprimido por impacto, polvo interestelar, y meteoritos, dijeron los autores. Recientemente, Se han sintetizado químicamente en solución cadenas con una longitud de hasta 44 átomos.
En otra parte, un informe de la Universidad de Rice sobre la investigación del carbino en 2011 dijo que, si bien el carbeno se considera un material exótico, experimentos recientes demostraron que se puede sintetizar y estabilizar a temperatura ambiente, donde el almacenamiento es principalmente de interés.
De especial interés en el nuevo artículo sobre el carbino es que la investigación del equipo de Rice indica cuán fuerte y rígido es este supermaterial. Pudieron calcular sus propiedades. Al presentar un resumen y conclusiones de su investigación, los autores dijeron que pudieron crear un retrato completo del carbino. Algunos puntos clave son los siguientes. Tiene una rigidez extrema a la tracción, más rígido por un factor de dos que el grafeno y los nanotubos de carbono, y una resistencia específica que supera la de cualquier otro material conocido. Su flexibilidad está entre las de los polímeros típicos y el ADN de doble hebra, continuaron, con una longitud de persistencia de ~ 14 nm.
Una combinación de propiedades mecánicas y electrónicas inusuales, ellos dijeron, es de gran interés para aplicaciones en sistemas nanomecánicos, dispositivos opto- / electromecánicos, materiales resistentes y ligeros para aplicaciones mecánicas, o como matrices de almacenamiento de energía de área específica alta.
Su investigación fue apoyada por la Fundación Robert Welch, una fuente de financiación para la investigación química, y el Departamento de Energía.
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