Carbin - carbono unidimensional
Como informó la revista Nature Materials en octubre de 2016, científicos de la Facultad de Física de la Universidad de Viena lograron encontrar una manera de hacer una carabina estable, es decir, Carbono unidimensional, que se considera incluso más potente que el grafeno (carbono bidimensional).
Todavía considerado como una gran esperanza y presagio de la revolución material, incluso antes de que se convirtiera en una realidad tecnológica, el grafeno ya puede ser destronado por su primo basado en el carbono: Carbin. Los cálculos mostraron que la resistencia a la tracción del carbino es dos veces mayor que la del grafeno, mientras que su rigidez a la tracción sigue siendo tres veces mayor que la del diamante. Carbyne es (teóricamente) estable a temperatura ambiente, y cuando sus hilos se almacenan juntos, se cruzan de una manera predecible.
Esta es una forma alotrópica de carbono con una estructura de polialquino (C≡C)n, en la que los átomos forman cadenas largas con enlaces simples y triples alternos o enlaces dobles acumulados. Tal sistema se llama estructura unidimensional (1D) porque nada más está unido al filamento de un átomo de espesor. La estructura del grafeno sigue siendo bidimensional, ya que es larga y ancha, pero la lámina tiene solo un átomo de espesor. Las investigaciones realizadas hasta ahora sugieren que la forma más fuerte de mosquetón serían dos hilos entrelazados entre sí (1).
Hasta hace poco, se sabía poco sobre la carabina. Los astrónomos dicen que se detectó por primera vez en meteoritos y polvo interestelar.
Mingji Liu y un equipo de la Universidad de Rice han calculado las propiedades teóricas de la carabina que pueden ayudar en la investigación empírica. Los investigadores presentaron un análisis teniendo en cuenta las pruebas de resistencia a la tracción, resistencia a la flexión y deformación torsional. Calcularon que la fuerza específica del carbino (es decir, la relación fuerza/peso) se encuentra en un nivel sin precedentes (6,0-7,5×107 N∙m/kg) en comparación con el grafeno (4,7-5,5×107 N∙m/kg), nanotubos de carbono (4,3-5,0×107 N∙m/kg) y diamante (2,5-6,5×107 N∙m/kg). Romper un enlace simple en una cadena de átomos requiere una fuerza de alrededor de 10 nN. La longitud de la cadena a temperatura ambiente es de unos 14 nm.
Añadiendo grupo funcional CH2 el final de la cadena de carabina se puede torcer como una hebra de ADN. Al "decorar" las cadenas de mosquetones con varias moléculas, se pueden cambiar otras propiedades. La adición de ciertos átomos de calcio que se unen con átomos de hidrógeno dará como resultado una esponja de almacenamiento de hidrógeno de alta densidad.
Una propiedad interesante del nuevo material es la capacidad de formar enlaces con cadenas laterales. El proceso de formación y ruptura de estos enlaces se puede utilizar para almacenar y liberar energía. Por lo tanto, un mosquetón puede servir como un material de almacenamiento de energía muy eficiente, ya que sus moléculas tienen un átomo de diámetro y la resistencia del material significa que será posible formar y romper enlaces repetidamente sin riesgo de romperse. la molécula misma se descompone.
Todo indica que estirar o torcer el mosquetón cambia sus propiedades eléctricas. Los teóricos incluso sugirieron colocar "asas" especiales en los extremos de la molécula, lo que le permitiría cambiar rápida y fácilmente la conductividad o la banda prohibida del carbino.
2. Una cadena de mosquetones dentro de una estructura de grafeno
Desafortunadamente, todas las propiedades conocidas y aún no descubiertas de la carabina seguirán siendo solo una hermosa teoría si no podemos producir el material a bajo costo y en grandes cantidades. Algunos laboratorios de investigación han informado que han preparado una carabina, pero el material ha demostrado ser muy inestable. Algunos químicos también creen que si conectamos dos hilos de un mosquetón, habrá la explosión. En abril de este año, hubo informes sobre el desarrollo de un mosquetón estable en forma de hilos dentro de las "paredes" de la estructura de grafeno (2).
Quizás la metodología de la Universidad de Viena mencionada al principio sea un gran avance. Deberíamos averiguarlo pronto.
