Carbyne sob tensão. (a) Cálculos DFT de energia em função da deformação ɛ. A densidade eletrônica de carbyne (polyyne) (b) em equilíbrio e (c) sob tensão mostra uma alternância de ligação mais pronunciada em carbyne distendido. (d) Alternância do comprimento da ligação e (e) aumento do gap em função da deformação. Crédito:arXiv:1308.2258 [cond-mat.mtrl-sci]
(Phys.org) - Um artigo sobre Arxiv apresenta uma visão detalhada das propriedades de carbyne, mais forte do que grafeno e diamante, um verdadeiro supramaterial. O artigo é intitulado, "Carbyne dos primeiros princípios:cadeia de átomos de C, um nanorod ou um nanorope? "Os autores são Mingjie Liu, Vasilii I. Artyukhov, Hoonkyung Lee, Fangbo Xu, e Boris I. Yakobson, da Rice University, em Houston, dos departamentos de engenharia mecânica e ciência dos materiais, química, e o Smalley Institute for Nanoscale Science and Technology. Eles calcularam as propriedades de carbyne. Descrito como uma cadeia de átomos de carbono que estão ligados por ligações triplas e simples alternativas ou por ligações duplas consecutivas, carbyne é de especial interesse, químicos encontram, porque é mais forte, e mais rígida do que qualquer coisa que eles já viram antes. A descoberta de carbyne não é inteiramente nova. As explorações de carbyne têm sua própria história.
Indicações de carbyne formado naturalmente foram observadas em ambientes como grafite comprimida por choque, poeira interestelar, e meteoritos, disseram os autores. Recentemente, cadeias com comprimento de até 44 átomos foram sintetizadas quimicamente em solução.
Em outro lugar, um relatório da Rice University sobre a pesquisa carbyne em 2011 disse que, embora o carbyne seja considerado um material exótico, experimentos recentes mostraram que ele pode ser sintetizado e estabilizado em temperatura ambiente, onde o armazenamento é principalmente de interesse.
De especial interesse no novo artigo sobre carbyne é que a pesquisa da equipe de Rice indica o quão forte e rígido é este supermaterial. Eles foram capazes de calcular suas propriedades. Ao apresentar um resumo e conclusões de sua pesquisa, os autores disseram que foram capazes de criar um retrato abrangente de carbyne. Alguns pontos-chave são os seguintes. Tem uma rigidez à tração extrema, mais rígido por um fator de dois do que grafeno e nanotubos de carbono - e uma resistência específica que ultrapassa a de qualquer outro material conhecido. Sua flexibilidade está entre os polímeros típicos e o DNA de fita dupla, eles continuaram, com um comprimento de persistência de ~ 14 nm.
Uma combinação de propriedades mecânicas e eletrônicas incomuns, eles disseram, é de grande interesse para aplicações em sistemas nanomecânicos, dispositivos opto / eletromecânicos, materiais fortes e leves para aplicações mecânicas, ou como matrizes de armazenamento de energia de alta área específica.
Sua pesquisa foi apoiada pela Fundação Robert Welch, uma fonte de financiamento para pesquisas em química, e o Departamento de Energia.
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