奧地利科學(xué)家在最新一期《自然·材料學(xué)》雜志上撰文指出，他們在實(shí)驗(yàn)室大量合成出有史以來最長的穩(wěn)定線性碳鏈，其由6000多個(gè)碳原子組成，或有助最終批量制造出目前已知的最硬的物質(zhì)——碳炔。
1885年，德國有機(jī)化學(xué)家阿道夫·馮-貝耶爾首次提出碳炔的概念，他將其描述為一種無限長的碳碳單鍵和三鍵交替而成的碳鏈。但他也警告稱，由于其極不穩(wěn)定，因此很難制造出來。
石墨烯
此前，美國科學(xué)家經(jīng)過理論計(jì)算指出，碳炔這種碳原子一維線性帶狀物的強(qiáng)度應(yīng)該比任何已知的材料更硬更堅(jiān)固，擁有巨大的抗張強(qiáng)度和硬度，硬度是鉆石的40倍、石墨烯的兩倍，因此，可用于制備超堅(jiān)固的設(shè)備。另外，它還擁有僅被拉伸3%就能從導(dǎo)體轉(zhuǎn)變成絕緣體的獨(dú)特屬性，因而備受電子設(shè)備領(lǐng)域青睞。
盡管科學(xué)家們可采用某些方法讓碳鏈保持穩(wěn)定，但此前只能制造出最多擁有100個(gè)碳原子的不穩(wěn)定碳鏈。而現(xiàn)在，維也納大學(xué)的托馬斯·皮赫萊爾團(tuán)隊(duì)通過新方法大批量制造出穩(wěn)定的碳長鏈，有些長鏈擁有6000多個(gè)碳原子，被認(rèn)為是有史以來最接近碳炔的“產(chǎn)品”。
碳納米管
在最新研究中，科學(xué)家們將兩層石墨烯卷成團(tuán)，制造出了一個(gè)雙壁的碳納米管，并在石墨烯薄片的縫隙內(nèi)合成出這種碳長鏈，縫隙能保護(hù)這種材料并讓其保持穩(wěn)定。該研究第一作者石磊（音譯）表示：“最新研究朝我們最終真正認(rèn)識碳炔邁出了關(guān)鍵一步?！?/p>
盡管這次制造出的碳炔長鏈比以前長，但肉眼仍然看不見，研究人員通過透射電子顯微鏡、X射線衍射儀、近場共振拉曼光譜法證實(shí)了這一碳鏈的存在。結(jié)果表明，這種碳鏈在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下非常穩(wěn)定，其電學(xué)性能取決于碳鏈的長度。而且，由于碳炔的力學(xué)和電學(xué)屬性與眾不同，未來或有助科學(xué)家們制備出新型納米電子和光機(jī)設(shè)備。
科學(xué)家們表示，新發(fā)現(xiàn)是碳炔批量生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟，但在具體應(yīng)用之前，還需更進(jìn)一步的研究。
總編輯圈點(diǎn)
碳家族很有趣，龍生九子，各不相同。最堅(jiān)硬的金剛石和最柔軟的石墨，是碳元素自然形式下的單質(zhì)同素異形體；而人工碳化合物如尼龍、汽油、塑料等在生活中更是舉目可見；備受寵愛的新材料石墨烯，因性能超群正在“長江后浪推前浪”；但相對于理論預(yù)測和計(jì)算模型證實(shí)為“世界上最硬”的碳炔及其應(yīng)用可能性，它也只能算“老一輩”了。當(dāng)然，只生成一定長度碳鏈距離制備碳炔還相去甚遠(yuǎn)，但并不影響我們對未來最強(qiáng)硬材料的熱切期待。
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