• В Беларуси
  • Наука
  • Интернет и связь
  • Гаджеты
  • Игры
  • Офтоп
  • Оружие
  • Архив новостей
    ПНВТСРЧТПТСБВС
  1. «Он меня слышит, реагирует на голос». Что сейчас с Ромой, который вынес из огня брата
  2. «Пленные взбунтовались — врача похоронили с оркестром». История и артефакты из лагеря в Масюковщине
  3. В Минске все-таки запустили в небо тысячи красных и зеленых шариков, против которых подписывали петицию
  4. «Когда войну ведут те, кто уже проиграл». Чалый объясняет «красные линии» и угрозы Лукашенко
  5. Лукашенко подписал декрет о переходе власти в случае его гибели
  6. В Лиде заметили странную очередь, в которой раздавали деньги. В исполкоме говорят о возможной провокации
  7. «Всех разобрали, а я стою. Ну, думаю, теперь точно расстреляют». История остарбайтера Анны, которая потеряла в войну всех
  8. Инфекционист — о поставках в Беларусь вакцины от Pfizer и BioNTech и реакциях на прививку от COVID-19
  9. Освободилась белорусская «рекордсменка» по «суткам» за протесты. Она отбыла в изоляторе 105 суток
  10. «Шахтер» обыграл БАТЭ благодаря шикарному голу Дарбо. Чемпионская интрига убита?
  11. «Заходишь в город, а там стоит плач и кругом сотни гробов». История 95-летнего ветерана ВОВ
  12. Колючая проволока и бронетранспортер. Каким получился «Забег отважных» в парке Победы
  13. День Победы в Минске завершили концертом и фейерверком. Посмотрели, как это было
  14. Эксперт рассказал, что можно посадить в длинные выходные, а что еще рано сажать
  15. «Баявая сяброўка». Як украінка набыла танк, вызваляла на ім Беларусь ад фашыстаў і помсціла за мужа
  16. Властям в апреле удалось пополнить резервы валютой. Белорусы отвернулись от доллара?
  17. 76 лет назад закончилась Великая Отечественная война. В Беларуси празднуют День Победы
  18. Сколько людей пришло в ТЦ «Экспобел», где бесплатно вакцинируют от коронавируса
  19. «Хочу проехать по тем местам». Актер Алексей Кравченко — об «Иди и смотри» и съемках в Беларуси
  20. Какую из вакцин от ковида, которыми прививают в Беларуси, одобрил ВОЗ? Главное о здоровье за неделю
  21. Автозадачка на выходные. Загадка про легендарный автомобиль эпохи 70-х
  22. Лукашенко: «Давайте прекратим это не нужное никому противостояние»
  23. «Мама горевала, что не дождалась Ивана». Спустя 80 лет семья узнала о судьбе брата, пропавшего в 1941-м
  24. Арина Соболенко выиграла турнир в Мадриде, одолев первую ракетку мира
  25. «Поняли, у собаки непростая судьба». Минчане искали брошенному псу дом и узнали, что он знаменит
  26. Пяць палацаў, якія можна купіць у Беларусі (ёсць і за нуль рублёў)
  27. «Ці баяўся? Канешне, баяўся». Дзесяць цытат Васіля Быкава пра Вялікую Айчынную вайну
  28. Ведущий химиотерапевт — о причинах рака у белорусов, влиянии ковида и о том, сколько фруктов есть в день
  29. Что происходило в Минске в День Победы: Лукашенко с сыновьями, очередь за кашей и досмотры
  30. Бабарико, Тихановская и Цепкало о том, как для них началась избирательная кампания в прошлом году


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. 
-30%
-50%
-30%
-5%
-38%
-15%
-90%
-30%
-20%
-30%
0073023