Карбин и графен — материалы будущего

Карбин и графен – материалы будущего
1

Впервые создан материал, втрое превосходящий по твердости алмаз.

До сих пор чемпионом среди самых прочных на Земле минералов считался алмаз — чудо, созданное самой природой. Чрезвычайная твердость алмазов сделала их незаменимыми в производстве инструментов для шлифования, сверления, токарной обработки твердых металлов и их сплавов, бурения горных пород и т.п.

Гигантский алмаз
Гигантский алмаз

Но в 2004 году был открыт графен — и звание наиболее прочного досталось этому материалу. За его открытие в 2010 году ученые манчестерского университета Андрей Гейм и Константин Новосёлов были награждены Нобелевской премией по физике.

И только в этом году австрийские ученые разработали технологию производства карбина, который по прочности превзошел и алмаз, и графен.

Что же общего у этих материалов и где их применяют?

Карбин, как и графен, — это одна из форм углерода (карбона). Он способен легко образовывать химические соединения разных типов и обладает разными физическими свойствами. Но эти материалы — различны.

Графен — это карбоновая пластина толщиной всего лишь один (!) атом. Но она крепче алмаза, а ее электропроводимость в сто раз выше, чем, например, кремния в компьютерных чипах.

Молекулярная решётка графена
Молекулярная решётка графена

Карбин — это длинная цепочка атомов того же углерода, объединенная последовательными двойными связями. Как доказано во время экспериментов, одна атомная цепочка в молекулярной структуре карбина способна выдержать влияние силой 10 наноньютонов. Карбин вдвое прочнее графена и втрое — алмаза.

После изобретения графена был созданы лампочки нового типа, которые благодаря хорошей проводимости и прочности можно менять раз в сто (!) лет. Графен, как доказано, может заменить даже платину в солнечных элементах. Такими свойствами не располагал ни один из известных доныне материалов.

Потенциал карбина тоже велик. Он может применяться в наномеханических системах, в электромеханических приборах. Этот материал способен вывести нанотехнологии на новый уровень, его можно успешно применять в микролинзах и сенсорах. А кроме того он имеет уникальные электрические свойства. По прогнозам ученых, карбин откроет новые возможности не только в наноэлектронике, но и в квантовой электронике, космических технологиях, даст возможность создавать полупроводниковые приборы с фантастически малыми габаритами (до нескольких нанометров).

Карбиновая молекулярная решётка
Карбиновая молекулярная решётка

Кстати, интересно: о том, что карбин теоретически возможен, ученые узнали еще в конце XIX века, а в конце ХХ столетия методом компьютерного моделирования рассчитали его потенциальные возможности. Однако увидеть его воочию смогли лишь сейчас, поскольку создать карбин очень сложно, ведь он разрушается уже в процессе изготовления. Для решения этой проблемы физики Венского университета предложили наложить несколько слоев графена и свернуть их в своеобразный «термос». Внутри него и была синтезирована цепь сначала из 100, а в конечном итоге и из 6400 атомов. Так ученые создали стабильную форму карбина.

1 комментарий
  1. Юрий Праздников говорит

    Автор хотя-бы посмотрел что в Википедии написано перед тем как все это писать. То что сделали эти европейские ученые — не более чем попытка украсть чисто российское изобретение. Карбин был изобретен А.М. Сладковым и производится у нас с 1960 года, а с 1992 года производится наиболее стабильная форма карбина — ориентированный карбин. Есть масса публикаций в самых серьезных журналах и даже международные патенты…

Оставьте комментарий

Войти с помощью: 

Ваш Email не будет опубликован.