Naukowcy odkryli nową formę węgla

Naukowcy z Niemiec i Finlandii odkryli nowy odmianę alotropową węgla, o odmiennej budowie niż grafen, ale tworzącą równie cienkie struktury.

Aktualizacja: 24.05.2021 12:57 Publikacja: 24.05.2021 12:51

Naukowcy odkryli nową formę węgla

Foto: Fot. Uniwersytet w Marburgu/Uniwersytet Aalto

Węgiel występuje w różnych odmianach alotropowych. Obok diamentu i grafitu istnieją zupełnie niedawno odkryte formy o zadziwiających właściwościach. Na przykład grafen, który jest tak cienki, że składa się zaledwie z jednej warstwy atomów, ale ma tak niezwykłe właściwości, że staje się obiecującym kandydatem do zastosowań w elektronice i inżynierii high-tech.

W grafenie każdy atom węgla jest połączony z trzema sąsiadami, tworząc sześciokąty ułożone w sieć o strukturze plastra miodu. Badania teoretyczne wykazały, że atomy węgla mogą układać się w inne płaskie wzory sieciowe, nadal wiążąc się z trzema sąsiadami, ale żadna taka struktura nie została dotychczas stworzona.

Udało się to dopiero naukowcom z Uniwersytetu w Marburgu w Niemczech i Uniwersytetu Aalto w Finlandii. Zbudowali oni sieć węglową, która jest cienka jak grafen, ale składa się z kwadratów, sześciokątów i ośmiokątów. Badacze potwierdzili istnienie tej unikalnej struktury za pomocą mikroskopii skaningowej o wysokiej rozdzielczości. Odkryli też, że jej własności znacznie różnią się od tych, które posiada grafen. Nową sieć nazwali: bifenylen.

W przeciwieństwie do grafenu i innych form węgla, nowa sieć ma właściwości metaliczne. Wąskie paski sieci, o szerokości zaledwie 21 atomów, już zachowują się jak metal, podczas gdy grafen przy tej wielkości jest półprzewodnikiem.

- Te paski mogłyby być wykorzystane jako przewody w przyszłych urządzeniach elektronicznych opartych na węglu - powiedział profesor Michael Gottfried z Uniwersytetu w Marburgu, który kieruje zespołem. Naukowcy uważają, że „ta nowatorska sieć węglowa może również służyć jako doskonały materiał anodowy w bateriach litowo-jonowych”.

Nowy materiał powstał poprzez złożenie cząsteczek zawierających węgiel na niezwykle gładkiej powierzchni złota. Cząsteczki te najpierw tworzą łańcuchy, które składają się z połączonych sześciokątów, a następnie, w wyniku reakcji, łączą te łańcuchy ze sobą, tworząc kwadraty i ośmiokąty.

Ważną cechą łańcuchów jest to, że są one chiralne, co oznacza, że istnieją w dwóch lustrzanych odbiciach, jak lewa i prawa ręka.

Węgiel występuje w różnych odmianach alotropowych. Obok diamentu i grafitu istnieją zupełnie niedawno odkryte formy o zadziwiających właściwościach. Na przykład grafen, który jest tak cienki, że składa się zaledwie z jednej warstwy atomów, ale ma tak niezwykłe właściwości, że staje się obiecującym kandydatem do zastosowań w elektronice i inżynierii high-tech.

W grafenie każdy atom węgla jest połączony z trzema sąsiadami, tworząc sześciokąty ułożone w sieć o strukturze plastra miodu. Badania teoretyczne wykazały, że atomy węgla mogą układać się w inne płaskie wzory sieciowe, nadal wiążąc się z trzema sąsiadami, ale żadna taka struktura nie została dotychczas stworzona.

2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Materiał partnera
Technologie kwantowe: nauka tworzy szanse dla gospodarki
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska
Materiał Promocyjny
Dell Technologies: nie ma branży czy przedsiębiorstwa, które może funkcjonować bez nowoczesnych technologii