කාබින් - ඒක මාන කාබන්
2016 ඔක්තෝම්බර් මාසයේදී Nature Materials සඟරාව වාර්තා කළ පරිදි, වියානා විශ්ව විද්‍යාලයේ භෞතික විද්‍යා පීඨයේ විද්‍යාඥයින් ස්ථායී කාබයින් සෑදීමට ක්‍රමයක් සොයා ගැනීමට සමත් වී ඇත, i.e. ග්රැෆීන් (ද්විමාන කාබන්) වලට වඩා බලවත් යැයි සැලකෙන ඒකමාන කාබන්.
ද්‍රව්‍යමය විප්ලවයේ මහා බලාපොරොත්තුවක් සහ පෙර නිමිත්තක් ලෙස තවමත් සලකනු ලැබේ, එය තාක්‍ෂණයේ යථාර්ථයක් බවට පත්වීමට පෙර පවා, ග්රැෆීන් දැනටමත් එහි කාබන් මත පදනම් වූ ඥාති සහෝදරයා විසින් බලයෙන් පහ කරනු ලැබ ඇත. කාබින්. ගණනය කිරීම්වලින් පෙන්නුම් කළේ කාබයින් වල ආතන්ය ශක්තිය ග්රැෆීන් වලට වඩා දෙගුණයක් වැඩි වන අතර එහි ආතන්ය දෘඪතාව දියමන්ති වලට වඩා තුන් ගුණයකින් වැඩි බවයි. කාබයින් කාමර උෂ්ණත්වයේ දී (න්‍යායාත්මකව) ස්ථායී වන අතර, එහි කෙඳි එකට ගබඩා කර ඇති විට, ඒවා පුරෝකථනය කළ හැකි ආකාරයෙන් ඡේදනය වේ.
මෙය බහුඇල්කයින් (C≡C)n ව්‍යුහයක් සහිත කාබන්වල විභේදන ආකාරයකි, එහි පරමාණු ප්‍රත්‍යාවර්ත තනි සහ ත්‍රිත්ව බන්ධන හෝ සමුච්චිත ද්විත්ව බන්ධන සහිත දිගු දාම සාදයි. එවැනි පද්ධතියක් ඒකමාන (1D) ව්‍යුහයක් ලෙස හඳුන්වනු ලබන්නේ එක් පරමාණුක ඝන සූත්‍රිකාවට වෙනත් කිසිවක් සම්බන්ධ නොවන බැවිනි. ග්‍රැෆීන්හි ව්‍යුහය ද්විමාන ලෙස පවතී, මන්ද එය දිග සහ පළල, නමුත් පත්‍රය ඝන වන්නේ පරමාණුවක් පමණි. මෙතෙක් සිදු කර ඇති පර්යේෂණවලින් පෙනී යන්නේ කැරබිනර් වල ප්‍රබලම ස්වරූපය එකිනෙකා සමඟ බැඳී ඇති නූල් දෙකක් බවයි (1).
මෑතක් වන තුරු, කාබයින් ගැන එතරම් දැන සිටියේ නැත. තාරකා විද්‍යාඥයින් පවසන්නේ එය ප්‍රථම වරට උල්කාපාත හා අන්තර් තාරකා දුහුවිල්ලෙන් අනාවරණය වූ බවයි.
Mingji Liu සහ Rice University හි කණ්ඩායමක් ආනුභවික පර්යේෂණ සඳහා උපකාර කළ හැකි කාබයින් වල න්‍යායික ගුණ ගණනය කර ඇත. පර්යේෂකයන් විසින් ආතන්ය ශක්තිය, නම්යශීලී ශක්තිය සහ ව්යවර්ථ විරූපණය සඳහා වන පරීක්ෂණ සැලකිල්ලට ගනිමින් විශ්ලේෂණයක් ඉදිරිපත් කරන ලදී. ග්රැෆීන් (6,0-7,5. 107×4,7 N·m/kg) හා සසඳන විට කාබයින්වල නිශ්චිත ශක්තිය (එනම් ප්‍රබලතාවයට බර අනුපාතය) පෙර නොවූ විරූ මට්ටමක (5,5-107×4,3 N∙m/kg) පවතින බව ඔවුන් ගණන් බලා ඇත. කාබන් නැනෝ ටියුබ් (5,0-107×2,5 N∙m/kg) සහ දියමන්ති (6,5-107×10 N∙m/kg). පරමාණු දාමයක තනි බන්ධනයක් බිඳීමට 14 nN පමණ බලයක් අවශ්‍ය වේ. කාමර උෂ්ණත්වයේ දී දාමයේ දිග XNUMX nm පමණ වේ.
එකතු කිරීමෙනි ක්රියාකාරී කණ්ඩායම CH2 කාබයින් දාමයේ අවසානය DNA නූලක් මෙන් ඇඹරීමට හැකිය. විවිධ අණු සමඟ කැරබිනර් දාම "සැරසිලි" කිරීමෙන්, අනෙකුත් ගුණාංග වෙනස් කළ හැකිය. හයිඩ්‍රජන් පරමාණු සමඟ බන්ධනය වන ඇතැම් කැල්සියම් පරමාණු එකතු කිරීම අධික ඝනත්ව හයිඩ්‍රජන් ගබඩා ස්පොන්ජියක් ඇති කරයි.
නව ද්රව්යයේ සිත්ගන්නා දේපලක් වන්නේ පැති දාම සමඟ බන්ධන සෑදීමේ හැකියාවයි. මෙම බන්ධන සෑදීමේ සහ බිඳීමේ ක්‍රියාවලිය ශක්තිය ගබඩා කිරීමට සහ මුදා හැරීමට භාවිතා කළ හැකිය. මේ අනුව, carabiner ඉතා කාර්යක්‍ෂම බලශක්ති ගබඩා ද්‍රව්‍යයක් ලෙස සේවය කළ හැකිය, එහි අණු විෂ්කම්භය එක් පරමාණුවක් වන අතර ද්රව්යයේ ශක්තියෙන් අදහස් වන්නේ එය කැඩී යාමේ අවදානමකින් තොරව නැවත නැවතත් බන්ධන සෑදීමට සහ බිඳීමට හැකි වනු ඇති බවයි. අණුව ම බිඳ වැටේ.
සෑම දෙයක්ම පෙන්නුම් කරන්නේ කැරබිනර් දිගු කිරීම හෝ ඇඹරීම එහි විද්යුත් ගුණාංග වෙනස් කරන බවයි. න්‍යායවාදීන් පවා අණුවේ කෙළවරේ විශේෂ "හැන්ඩ්ල්ස්" තැබීමට යෝජනා කර ඇති අතර එමඟින් ඔබට ඉක්මනින් හා පහසුවෙන් කාබයින් සන්නායකතාවය හෝ කලාප පරතරය වෙනස් කිරීමට ඉඩ සලසයි.
2. ග්රැෆීන් ව්‍යුහයක් ඇතුළත කැරබිනර් දාමයක්
අවාසනාවකට මෙන්, අපට ද්‍රව්‍ය ලාභදායීව සහ විශාල ප්‍රමාණවලින් නිපදවිය නොහැකි නම්, කාබයින් වල දන්නා සහ තවමත් සොයාගෙන නොමැති සියලුම ගුණාංග සුන්දර න්‍යායක් පමණක් වනු ඇත. සමහර පර්යේෂණ රසායනාගාර කාබයින් සකස් කිරීම වාර්තා කර ඇත, නමුත් ද්රව්යය ඉතා අස්ථායී බව ඔප්පු වී ඇත. සමහර රසායන විද්‍යාඥයන් විශ්වාස කරන්නේ අපි කැරබිනරයක නූල් දෙකක් සම්බන්ධ කළහොත් එය පවතිනු ඇති බවයි පිපිරීම. මෙම වසරේ අප්රේල් මාසයේ දී, ග්රැෆීන් ව්යුහයේ (2) "බිත්ති" ඇතුළත නූල් ආකාරයෙන් ස්ථායී කැරබිනරයක් සංවර්ධනය කිරීම පිළිබඳ වාර්තා විය.
සමහර විට ආරම්භයේ සඳහන් කළ වියානා විශ්ව විද්‍යාලයේ ක්‍රමවේදය පෙරළියක් විය හැකිය. අපි ඉක්මනින් සොයා බැලිය යුතුයි.
