p Muitas substâncias com diferentes propriedades químicas e físicas, de diamantes a grafite, são constituídos por átomos de carbono. As formas amorfas de carbono sólido não têm uma estrutura cristalina fixa e consistem em unidades estruturais - partículas nanométricas de grafeno. Uma equipe de físicos da Universidade RUDN estudou a estrutura do carbono amorfo e sugeriu classificá-lo como um tipo separado de corpos sólidos amorfos:um amorfo molecular com fragmentação forçada. Os resultados do estudo foram publicados no Fulerenos, Nanotubos e nanoestruturas de carbono Diário. p O carbono sólido tem muitas modificações alotrópicas. Isso significa que substâncias com diferentes propriedades químicas e físicas podem ser construídas a partir de um e os mesmos átomos dispostos em estruturas diferentes. A variedade de alótropos de carbono é devido às propriedades especiais de seus átomos, ou seja, sua capacidade única de formar um único, Duplo, e ligações de valência tripla. Se, devido a certas condições de reação, apenas ligações simples são formadas (ou seja, os chamados sp ³ -hibridização ocorre), o carbono sólido tem a forma de uma grade tridimensional de tetraedros, ou seja, um diamante. Se as condições forem favoráveis ​​para a formação de ligações duplas (sp ² -hibridização), o carbono sólido tem a forma de grafite - uma estrutura de camadas planas feitas de células hexagonais semelhantes a um pente. Camadas individuais desse corpo sólido são chamadas de grafeno. Esses dois tipos de estruturas sólidas de carbono são observados tanto em cristais ordenados quanto em corpos amorfos não ordenados. O carbono sólido é amplamente difundido na natureza, tanto como depósitos de rocha cristalina (grafite ou diamante) e na forma amorfa (carvão marrom e preto, shungite, antraxólito, e outros minerais).

p Ao contrário de sua forma cristalina, carbono amorfo natural pertence ao sp ² modelo. Um estudo importante da estrutura e composição elementar de sp ² carbono amorfo foi realizado por iniciativa e com a participação de uma equipe de físicos da Universidade RUDN. No decorrer do estudo, a equipe também fez medições espectrais usando espectroscopia fotoeletrônica, espalhamento inelástico de nêutrons, absorção infravermelha, e espalhamento de Raman. Com base nos resultados do estudo, a equipe concluiu que sp ² carbono amorfo é uma estrutura fractal baseada em domínios de grafeno nanométrico que são rodeados por átomos de outros elementos (hidrogênio, oxigênio, azoto, enxofre, e assim por diante). Com esta hipótese, a equipe praticamente reescreveu a história do carbono amorfo que é conhecido pela humanidade desde o primeiro incêndio causado pelo homem.

p "A descoberta e confirmação experimental da natureza do grafeno do 'ouro negro' mudará completamente a teoria, modelagem, e interpretação de experimentos com esta classe de substâncias. Contudo, algumas perguntas permanecem sem resposta. O que a física do estado sólido pensa desse estado amorfo do carbono sólido? Qual o papel do carbono amorfo com sp ² -hibridização joga no quadro geral? Tentamos encontrar nossas próprias respostas, "disse Elena Sheka, um Ph.D. em Física e Matemática, e Professor Consultor da Faculdade de Física e Matemática e Ciências Naturais, RUDN University.

p A equipe passou dois anos estudando exaustivamente a natureza do carbono amorfo. Outros resultados deste ambicioso projeto foram publicados em Fulerenos, Nanotubos e nanoestruturas de carbono , Journal of Physical Chemistry C , e Journal of Non-Crystalline Solids, Nanomateriais . Juntos, esses trabalhos confirmam um avanço alcançado pelos físicos da RUDN University neste complexo campo da física.

p "Analisamos muitos estudos sobre sp amorfos ² carbono do ponto de vista de nossa compreensão geral de corpos sólidos amorfos. Com base em nossa pesquisa, podemos confirmar que pertence a um novo tipo de substâncias amorfas, "acrescentou Elena Sheka da RUDN University.