• В Беларуси
  • Наука
  • Интернет и связь
  • Гаджеты
  • Игры
  • Оружие
  • Архив новостей
    ПНВТСРЧТПТСБВС
  1. Секс-символ биатлона развелась и снялась для Playboy (но уже закрутила роман с близким другом)
  2. Виктора Лукашенко уволят с должности помощника президента
  3. Защитник Бабарико и Колесниковой подал жалобу в суд на лишение его лицензии, но ему отказали
  4. Судьба ставки рефинансирования, обновленный КоАП, дедлайн по налогам, заморозка цен. Изменения марта
  5. Показываем, как выглядит часть зданий БПЦ на улице Освобождения, ради которых снесли объекты ИКЦ
  6. Звезда белорусской оперы сказал три слова на видео, его уволили «за аморальный проступок» — и суд с этим согласился
  7. «Фантастика какая-то». В Гродно начали судить водителя Тихановского, который молчал все следствие
  8. «Усе зразумелi: вірус існуе, ад яго можна памерці». Год, как в Беларусь пришел COVID: поговорили со вдовой первой жертвы
  9. По Мстиславлю уже 5 месяцев гуляет стадо оленей. Жители говорят, что олениха с детенышем ранена
  10. Белоруска едет на престижнейший конкурс красоты. И покажет дорогое платье, аналогов которому нет
  11. Могилев лишился двух уникальных имиджевых объектов — башенных часов и горниста (и все из-за политики). Что дальше?
  12. «Оправдания не принимаются». Лукашенко заявил, что на Олимпиаду надо отправить «боеспособный десант»
  13. Под угрозой даже универсам «Центральный». Что происходит в магазинах «Домашний» из-за проблем сети
  14. Александр Лукашенко — больше не президент Национального олимпийского комитета
  15. «Теряю 2500 рублей». Работники требуют, чтобы «плюшки» были не только членам провластного профсоюза
  16. Байкеры пытались отбить товарища у неизвестных у ТЦ «Европа». Ими оказались силовики, парней отправили в колонию
  17. Минское «Динамо» проиграло в гостях питерскому СКА
  18. Год назад в Беларуси выявили первый случай COVID-19. Что сделано за год, а что — нет
  19. «Бэушка» из США против «бэушки» из Европы: разобрали, какой вариант выгоднее, на конкретных примерах
  20. Рынок лекарств штормит. Посмотрели, как изменились цены на одни и те же препараты с конца 2020-го
  21. Биатлонистка Блашко рассказала, как ей живется в Украине и что думает о ситуации в Беларуси
  22. Экс-директору отделения Белгазпромбанка в Могилеве Сергею Кармызову вынесли приговор
  23. Акции, уходы в стачку и онлайн-концерт РСП. Что происходит в стране в последнюю субботу зимы
  24. «Из-за анорексии попал в реанимацию». История пары, где у одного психическое расстройство
  25. Минздрав рассказал, сколько пациентов инфицировано COVID-19 за последние сутки и сколько умерло
  26. «Ситуация, похоже, только ухудшилась». Представитель Верховного комиссара ООН — о правах человека в Беларуси
  27. «Врачи нас готовили к смерти Саши». История Марии, у чьей дочери пищевод не соединялся с желудком
  28. Минчане пришли поставить подпись под обращением к депутату — и получили от 30 базовых до 15 суток
  29. Один из почетных консулов Беларуси в Италии подал в отставку из-за несогласия с происходящим после выборов
  30. «Куплен новым в 1981 году в Германии». История 40-летнего Opel Rekord с пробегом 40 тысяч, который продается в Минске


Исследование свойств нового углеродного материала — карбина — показало, что он в два раза прочнее алмаза и графена, а также обладает уникальными электрическими свойствами, говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета группой под руководством Бориса Якобсона из университета Райса (США).

Нить карбина при переходе из одной формы в другую. Изображение: Boris I. Yakobson et al.
Нить карбина при переходе из одной формы в другую. Изображение: Boris I. Yakobson et al.

"Ранее уже было известно о высокой упругости карбина на растяжение, но в практических приложениях куда более важна другая характеристика: удельная жесткость (отношение упругости к весу) — мы установили, что по этому параметру карбин вдвое превосходит графен, алмаз и нанотрубки. Кроме того, мы впервые получили оценку его удельной прочности (прочность на разрыв на единицу массы), и она также оказалась в полтора-два раза выше, чем у этих материалов", — сказал Василий Артюхов из университета Райса, один из авторов исследования.

Пополнение в большой семье

Ученым известно множество различных углеродных материалов. Их свойства радикально отличаются в зависимости от молекулярной структуры, которую образуют атомы углерода. Помимо алмаза и графита, в углеродную "семью" входят нанотрубки, фуллерены ("шары", собранные из 60 атомов углерода), графен (слой атомов углерода толщиной в один атом).

Новый член семейства - карбин - представляет собой одноатомную углеродную нить. Впервые о получении этого соединения в 1960-1970-е годы заявили ученые из Института элементоорганических соединений (ИНЭОС) РАН. Группа под руководством Алексея Сладкова утверждала, что им удалось получить две разновидности карбина - кумулен (где каждый атом связан с двумя соседями двумя двойными связями) и полиин (где чередуются тройные и одинарные связи). Однако впоследствии ученые нашли другие возможные объяснения некоторым из экспериментальных наблюдений.

"Возникла несколько противоречивая ситуация, в которой осторожное по своей природе научное сообщество скорее склонилось к мнению "карбина не существует". Это не означает, что все свидетельства в пользу существования карбина были опровергнуты. Я бы сказал, что с большой уверенностью можно утверждать, что в 1970-е карбин уже был успешно получен", - сказал Артюхов.

Эксперименты в компьютере

На данный момент получение карбина остается крайне сложной задачей, поэтому ученые пока проводят эксперименты не с настоящим веществом, а прибегают к помощи квантово-механического моделирования на суперкомпьютерах. "В предыдущих работах… внимание было сосредоточено на каких-то отдельных его характеристиках, мы же задались целью охарактеризовать его сразу со всех сторон, то есть создать полную механическую модель материала", - говорит Артюхов.

Результаты такого моделирования показали, что карбин обладает уникально высокой жесткостью - его удельная прочность на килограмм массы составляет 1 миллион килоньютонов на метр. Это в два раза выше прочности нанотрубок и графена (0,45 миллиона килоньютонов) и почти в три раза прочнее алмаза - 0,35 миллиона килоньютонов). "Мы обнаружили и несколько других интересных явлений, например то, что у карбина можно "включать" крутильную жесткость путем присоединения определенных функциональных групп на концах", - сказал собеседник агентства.

Кроме того, Якобсон и его коллеги смогли доказать, что при растяжении карбиновой нити радикально меняются ее электрические свойства — она "превращается" из формы кумулена (который является проводником) в форму полиина (диэлектрик), то есть, натягивая нить карбина, можно выключать и включать проводимость.

Не космический лифт, но электроника

Пока технологии получения карбина крайне сложны. Самая длинная нить карбина — 6 нанометров — была получена в 2010 году учеными из Канады. Поэтому, по словам Артюхова, карбин может быть использован в качестве компонента различных сложных наносистем. "Он мог бы служить "нанотросом" или "наностержнем" (в зависимости от длины), а также проводящим или полупроводниковым "кабелем", — говорит ученый.

Несмотря на его уникальную механическую прочность, карбин вряд ли можно будет использовать для создания сверхпрочных макроскопических тросов, например для "космических лифтов".

"Дело в том, что прочность материала всегда определяется не самым сильным, а наоборот — самым слабым "звеном" в нем. В углеродных волокнах это — соединения между графитовыми листами, в композитах с нанотрубками — контакт между нанотрубкой и матрицей. И сколько ни улучшай свойства усиливающих элементов в системе, прочность ее останется постоянной, если они плохо соединены друг с другом", — говорит Артюхов.

Зато карбин может пригодиться в электронике — в зависимости от натяжения у него резко меняются проводимость и оптический спектр поглощения. "Натяжением можно контролировать, к какой длине волн света материал максимально чувствителен. Это очень полезное свойство для оптоэлектронных приложений, в частности, в телекоммуникациях", — отметил ученый. 
-10%
-5%
-15%
-50%
-15%
-30%
-35%
-20%
-25%
-9%
0072641