p (PhysOrg.com) - O carbono vem em muitas formas diferentes, e agora os cientistas previram outra nova forma, ou alótropo, de carbono. A nova forma de carbono, que eles chamam de carbono-T, tem propriedades físicas muito intrigantes que sugerem que ele poderia ter uma ampla variedade de aplicações. p Os cientistas, Xian-Lei Sheng, Qing-Bo Yan, Fei Ye, Qing-Rong Zheng, e Gang Su, da Universidade de Graduação da Academia Chinesa de Ciências em Pequim, China, publicaram seu estudo sobre os cálculos dos primeiros princípios do carbono-T em uma edição recente da Cartas de revisão física .

p Os alótropos são formados quando os átomos de uma substância que contém apenas um tipo de átomo são organizados de maneira diferente. Embora muitas substâncias tenham vários alótropos, o carbono tem o maior número de alótropos conhecidos. Os três alótropos de carbono mais conhecidos são o carbono amorfo (como carvão e fuligem), grafite, e diamante. Desde a década de 1980, os cientistas têm sintetizado novos alótropos, incluindo nanotubos de carbono, grafeno, e fulerenos, todos com significativo impacto científico e tecnológico.

p Com os avanços mais recentes em ferramentas sintéticas, os cientistas têm investigado uma ampla variedade de novos - e às vezes elusivos - alótropos de carbono. À luz dessas investigações, Sheng, et al., escrevem em seu estudo que parece que podemos estar entrando na era dos alótropos de carbono.

p Aqui, os cientistas explicaram como obter um novo alótropo de carbono substituindo cada átomo de carbono no diamante por um tetraedro de carbono (daí o nome “carbono-T”). Eles foram inspirados na substituição de cada átomo de carbono no metano por um tetraedro de carbono, que forma tetraedro.

p “[Nosso estudo] adiciona um possível novo alótropo de carbono com propriedades incríveis, ”Su disse PhysOrg.com . “O carbono T tem ângulos de ligação diferentes do grafite e do diamante, mas a estrutura interessante ainda é bastante estável e tem a mesma simetria de grupo do diamante, ampliando assim a visão e o conhecimento das pessoas sobre ligações de carbono. ”

p Cada célula unitária da estrutura do carbono T contém dois tetraedros com oito átomos de carbono. Como os cálculos dos cientistas mostraram, O carbono T é termodinamicamente estável à pressão ambiente e é um semicondutor. O carbono T é um terço mais macio do que o diamante, que é o material natural mais duro conhecido. O novo alótropo de carbono também tem uma densidade muito menor do que o diamante, tornando-o "fofo".

p Os cientistas também calcularam que o carbono-T tem grandes interespaços entre os átomos em comparação com outras formas de carbono, o que poderia torná-lo potencialmente útil para armazenamento de hidrogênio. Além disso, as propriedades físicas únicas deste novo alótropo de carbono o tornam um material promissor para fotocatálise, adsorção, e aplicações aeroespaciais.

p “Nós acreditamos que, se obtido, O carbono T é tão fofo que pode ser usado para armazenar hidrogênio, lítio, e outras pequenas moléculas para fins energéticos, ”Su disse. “Ele pode ser usado como fotocatálise para separação da água para gerar hidrogênio, ou como um material de adsorção para proteção ambiental. Como tem densidade muito baixa, mas alto módulo e dureza, é bastante adequado para materiais aeroespaciais, materiais esportivos como uma raquete de tênis, clube de Golf, etc, e pele cruiser, e assim por diante. ”

p Os cientistas também notaram que o carbono-T pode ter implicações astronômicas como um componente potencial da poeira interestelar e exoplanetas de carbono.

p “Há um quebra-cabeça de longa data na astronomia conhecido como a 'crise do carbono' na poeira interestelar, ”Su disse. “As observações do telescópio Hubble revelaram que o balanço de carbono na poeira está profundamente no vermelho, e não há carbono suficiente na poeira para compensar as distorções de luz. ”

p Além disso, o exoplaneta WASP-12b foi recentemente descoberto por ter uma grande quantidade de carbono, tornando-o o primeiro exoplaneta rico em carbono já descoberto. Uma vez que a estrutura do carbono em WASP-12b ainda não está clara, O carbono-T também pode ser um dos possíveis candidatos para este planeta de carbono.

p Para investigar mais o carbono-T, os pesquisadores gostariam de sintetizar o novo alótropo no laboratório, embora eles digam que isso provavelmente seria muito difícil.

p “A síntese de carbono-T em laboratório representa um grande desafio para cientistas e químicos de materiais, ”Su disse. “Sugerimos as seguintes formas:usar a técnica CVD em ambiente de pressão negativa; detonação em diamante ou grafite; cristalização de carbono tetragonal amorfo; ou diamante cúbico alongado sob uma resistência extremamente grande. ” p Copyright 2010 PhysOrg.com.
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