Καρβύνιο: ανακαλύφθηκε το ισχυρότερο υλικό στον κόσμο;

Ερευνητές του Πανεπιστημίου Ράις στο Χιούστον των ΗΠΑ υπολόγισαν ότι το καρβύνιο (carbyne), μια μονοδιάστατη αλυσίδα ατόμων άνθρακα, είναι δύο φορές ισχυρότερο από τους νανοσωλήνες άνθρακα και τρεις φορές πιο άκαμπτο από το διαμάντι. Εάν οι υπολογισμοί τους αποδειχθούν ορθοί και αρθούν οι δυσκολίες στην επεξεργασία του υλικού, τότε το καρβύνιο (ή ανθρακύνιο) μπορεί να εξελιχθεί σε ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο με ευρύτατο πεδίο εφαρμογών. Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα του άνθρακα είναι η δυνατότητά του να δημιουργεί εύκολα δεσμούς με άτομα διαφορετικών στοιχείων, αλλά και ιδίου, σε διάφορες μορφές.

Ακόμα και οι αναδιατάξεις ατόμων άνθρακα μπορούν να μας δώσουν υλικά όπως ο γραφίτης και τα διαμάντια, αλλά και τεχνητά υλικά όπως το γραφένιο και οι ανθρακικοί νανοσωλήνες.

Το καρβύνιο είναι ένα ακόμα αλλοτρόπο του άνθρακα που αναπτύσσεται σε μια μοναδική αλυσίδα εναλλασσόμενων μονών και τριπλών ατομικών δεσμών.

Καθώς πρόκειται για αλυσίδα πάχους του ενός ατόμου και όχι για “φύλλο” όπως το γραφένιο ή “κούφιο” σωλήνα όπως οι νανοσωλήνες, θεωρείται ως ένα πραγματικά μονοδιάστατο υλικό, χαρακτηριστικό που, όπως υποστηρίζουν οι επιστήμονες, του προσδίδει ασύγκριτες μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες.

Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι το “καρβύνιο” είναι σταθερό σε θερμοκρασία δωματίου, δηλαδή τα άτομα δεν αλληλεπιδρούν με άτομα άλλων μονοατομικών αλυσίδων άνθρακα και ότι οι ηλεκτρικές ιδιότητες του μπορούν να τροποποιηθούν σημαντικά με την προσθήκη κατάλληλων μορίων στο τέλος κάθε αλυσίδας ή με ένα απλό “στρίφωμα” ή τέντωμα, καθιστώντας το έτσι υποψήφιο για διάφορες μελλοντικές εφαρμογές στον χώρο των ηλεκτρονικών συσκευών (μετατρέπεται ακόμα και σε μαγνητικό ημιαγωγό).

Βέβαια, όπως και με τα υπόλοιπα αλλότροπα άνθρακα, η γνώση των ιδιοτήτων δε σημαίνει απαραίτητα ότι θα είναι τόσο εύκολη η εκμετάλλευση του, με το μεγαλύτερο πρόβλημα να αφορά την παραγωγή του.

Συγκεκριμένα, έχει ανιχνευθεί μόνο σε διαστρική σκόνη και συμπιεσμένο γραφίτη, ενώ στο εργαστήριο κατάφεραν να δημιουργήσουν αλυσίδες μήκους μόλις 44 ατόμων.

Σε κάθε περίπτωση νανοσχοινιά ή νανοράβδοι καρβυνίου θα είναι ισχυρότερα ακόμα και από το γραφένιο.

Η έρευνα του Rice University παρουσιάζεται στην επιθεώρηση ACS Nano.