Vahvempaa kuin grafeeni

Rice Universityn teoreetikot ovat periaatteellisissa laskelmissaan havainneet, että yksiulotteiset hiiliatomien ketjut eli karbyynit (carbyne) voisivat olla vahvin mikroskooppisen luokan materiaali.

Karbyyniketjua pitää yhdessä atomien kaksoissidos tai vuorotteleva yksittäis- ja kolmoissidos. Jos joku sitä joskus onnistuu valmistamaan, he löytävät karbyynin nanotankoja tai nanonaruja, joilla on monia merkittäviä ja hyödyllisiä ominaisuuksia.

Rice University teoreettisen fyysikon Boris Yakobsonin ja hänen ryhmänsä esiin laskemat ominaisuudet:

* Karbyynin vetolujuus kaksinkertainen grafeeniin verrattuna ja vetojäykkyys lähes kolme kertaa suurempi kuin timantilla.

* Karbyynin venyttely vain 10 prosentilla muuttaa sen kaistaeroa merkittävästi. 90 asteen kierrolla siitä syntyy magneettinen puolijohde.

* Karbyyniketjut voivat ottaa sivumolekyylejä, mikä voi tehdä ne soveltuviksi energian varastointiin.

* Materiaali on stabiili huoneenlämpötilassa.

Karbyyni voisi olla hyödyllinen nanomekaanisissa järjestelmissä, spintronisissa laitteissa, kuten antureissa mutta se voisi olla myös vahva ja kevyt materiaali mekaanisissa sovelluksissa.

Erityisesti tutkijoita hämmästytti, että karbyynin kaistaero oli niin herkkä kiertämiselle. - Se olisi hyödyllinen vääntöanturille tai magneettikentille, jos vain voi löytää tavan liittää se johonkin, joka tekee siihen kierrettä, toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.

Karbyynistä voisi tehdä myös erittäin huokoisen ja hyvä absobtiokyvyn omaavan satunnaisen verkon. Karbyynin ominaisala on noin viisinkertainen verrattuna grafeeniin, joten sillä voisi olla sovelluksia energian varastoinnissa.

Karbyyniä on teoretisoitu jo 1800-luvulla ja ensimmäinen materiaalinen approksimaatio syntetisoitiin Neuvostoliitossa vuonna 1960. Ricen tutkijat pystyivät esittelemään karbyyniä yksityiskohtaisesti tietokonemalleilla, joiden säännöillä määriteltiin atomien energisiä vuorovaikutuksia.