Carbyne sous tension. (a) Calculs DFT de l'énergie en fonction de la déformation . La densité électronique du carbyne (polyyne) (b) à l'équilibre et (c) sous tension montre une alternance de liaison plus prononcée dans le carbyne tendu. (d) L'alternance de longueur de liaison et (e) la bande interdite augmentent en fonction de la déformation. Crédit :arXiv:1308.2258 [cond-mat.mtrl-sci]
(Phys.org) —Un article sur Arxiv présente un aperçu détaillé des propriétés de la carbyne, plus fort que le graphène et le diamant, un vrai supermatériau. Le papier est intitulé, "Carbyne des premiers principes :Chaîne d'atomes C, une nanotige ou une nanocorde?" Les auteurs sont Mingjie Liu, Vasilii I. Artoukhov, Hoonkyung Lee, Fangbo Xu, et Boris I. Yakobson, de l'Université Rice, à Houston, des départements de génie mécanique et de science des matériaux, chimie, et l'Institut Smalley pour la science et la technologie à l'échelle nanométrique. Ils ont calculé les propriétés du carbyne. Décrit comme une chaîne d'atomes de carbone liés par des liaisons triples et simples alternées ou par des doubles liaisons consécutives, carbyne est d'un intérêt particulier, les chimistes trouvent, car c'est plus fort, et plus rigide que tout ce qu'ils ont vu auparavant. La découverte de la carbyne n'est pas entièrement nouvelle. Les explorations de carbyne ont leur propre histoire.
Des indices de carbyne formé naturellement ont été observés dans des environnements tels que le graphite comprimé par choc, poussière interstellaire, et météorites, disaient les auteurs. Récemment, des chaînes d'une longueur allant jusqu'à 44 atomes ont été synthétisées chimiquement en solution.
Autre part, un rapport de l'Université Rice sur la recherche sur le carbyne en 2011 a déclaré que si le carbyne est considéré comme un matériau exotique, des expériences récentes ont montré qu'il peut être synthétisé et stabilisé à température ambiante, où le stockage est principalement d'intérêt.
D'un intérêt particulier dans le nouvel article sur le carbyne, les recherches de l'équipe Rice indiquent à quel point ce supermatériau est solide et rigide. Ils ont pu calculer ses propriétés. En présentant un résumé et les conclusions de leurs recherches, les auteurs ont dit qu'ils étaient capables de créer un portrait complet de carbyne. Certains points clés sont les suivants. Il a une rigidité à la traction extrême, plus rigide d'un facteur deux que le graphène et les nanotubes de carbone - et une résistance spécifique dépassant celle de tout autre matériau connu. Sa flexibilité se situe entre celles des polymères typiques et de l'ADN double brin, ils ont continué, avec une longueur de persistance d'environ 14 nm.
Une combinaison de propriétés mécaniques et électroniques inhabituelles, ils ont dit, est d'un grand intérêt pour les applications dans les systèmes nanomécaniques, dispositifs opto-/électromécaniques, matériaux résistants et légers pour applications mécaniques, ou en tant que matrices de stockage d'énergie à zone spécifique élevée.
Leurs recherches ont été soutenues par la Fondation Robert Welch, une source de financement pour la recherche en chimie, et le ministère de l'Énergie.
© 2013 Phys.org
