La carbina, una serie dimensional de átomos de carbono, es increíblemente fuerte para ser tan delgada, lo que tiene una posibilidad interesante de usar la próxima generación de electrónica, pero debido a su extrema inestabilidad, se ha vuelto imposible doblarlo debido a su autoestima y a sí misma. Ahora, un equipo internacional de investigadores, incluido Pan State, puede ser una solución.
El equipo de investigación ha unido el carbono a los nanotobes de carbono de una sola pared, las estructuras en forma de tubo que están completamente hechas de carbono que son miles de veces más delgadas que el cabello humano. Los investigadores dicen que hacerlo a bajas temperaturas hace que la carabina sea más estable y fácil de fabricar, lo que potencialmente conduce a nuevos desarrollos en ciencia y tecnología de contenido. Describió el desarrollo como una “noticia prometedora”, ya que los científicos han luchado por hacer una carabina estable durante décadas de investigación profunda.
“La historia del descubrimiento del carbono es como una historia de espía”, dijo Slava V Rotkin, profesor de ciencia y mecánica de ingeniería. ACS nano. “Se predijo teóricamente, pero durante muchos años, los esfuerzos para combinarlo fracasaron porque las cadenas se doblarían o formarían enlaces”.
Esta inestabilidad dificultó el estudio y también dificultó el uso de usarla en aplicaciones del mundo real. Sin embargo, al igual que una grafina, un material de carbono de dos dimensiones nuclear y delgado ya se aplica a algunos productos electrónicos, la resistencia extrema y las propiedades electrónicas del carbono atrajeron a los investigadores con la capacidad de revolucionar la electrónica. El puente con el carbono es aún más alto, sin embargo, se ha construido en beneficios que la grafina.
“Al igual que una grafina, Carbini también puede permitir que los electrones se muevan muy rápido”, dijo Rotkin. “Sin embargo, Carbini también tiene algo llamado ‘Gap de semiconductores’, lo que hace que el uso de los transistores sea útil, los pequeños interruptores electrónicos de alimentación. Graphine, por otro lado, esto no es espacio, por lo que no se puede usar”.
La diferencia del semiconductor es una pequeña diferencia de energía que permite que un material funcione como un interruptor a la corriente de electricidad. La grafina, en su forma pura, no se puede traducir a sí misma porque los electrones siempre pueden fluir a través de él porque no importa. Se puede diseñar grafina para marcar la diferencia a través de diversas adiciones y manipulaciones, pero hay una diferencia natural en el carbono. Esto significa que en el futuro, la electrónica con sede en el carbono puede ofrecer un rendimiento más fácil y más eficiente que la tecnología basada en silicio actual.
Además de resolver el problema de la volatilidad, la nueva síntesis de los investigadores también puede resolver otro bloqueo de carreteras en el camino del carbono, lo que cumple con su gran potencial. El mayor desafío de la investigación de Carben es producir una cantidad significativa de la misma. En el pasado, solo se pueden hacer pequeñas cantidades de carbono, a menudo en condiciones extremas como alta temperatura, presión severa o entorno de reacción química. Estos son los factores que dificultan que los científicos encuentren completamente sus características. Sin embargo, un nuevo método de síntesis lo cambia.
Los investigadores dijeron que lo que presenta este nuevo método es cuán fácil y eficiente es en comparación con las técnicas antiguas. Primero, el equipo usó un predecesor especial, que actúa como un material de partida suave, llamado chollet de amonio, para cultivar carabina a temperaturas muy bajas. En segundo lugar, utilizaron nanotóbos de carbono de una sola pared como un tipo de caparazón protectora alrededor del carbini, que funciona mucho mejor que los gruesos gruesos y con capas múltiples utilizados en el pasado. Este caparazón ayuda a mantener el delicado establo carbiano. Finalmente, el nuevo procedimiento produce mucho más carbono que nunca, lo que significa que los científicos ahora pueden estudiarlo con más detalle y descubrir cómo se puede usar en aplicaciones del mundo real.
“El progreso principal de esta técnica es su bajo costo y su mayor producción”, dijo Rotkin. “Esto abre la puerta a estudios más amplios en la ciencia básica y se mueve hacia solicitudes reales”.
Al rodear nanotobes de carbono, los investigadores también han encontrado una manera de preservar sus características únicas. Los nanotobes actúan como conchas protectoras y evitan que el carbono se rompa, mientras que los científicos lo estudian en casi su forma pura.
“Lo importante es que la pared individual no molesta demasiado a los nanotobes carbini por China”, señaló Rotkin. “Solo habla de Van Derwalls suave: las fuerzas débiles que permiten a Carboni vivir en su lugar sin paredes de nanotob”.
Aunque las aplicaciones del mundo real todavía se encuentran en las primeras etapas, la capacidad del carbono es muy amplia, dijo Rotkin. Dado que es un material firmemente asociado, sus características están por encima de la física clásica, lo que significa que puede tener aplicaciones en la próxima generación de computación y nanotecnología.
“Tal contenido se trata complicado, cuando están en su estado normal y cuando son apasionados”, dijo Rotkin. “Esto significa que estamos tratando con contenido cuántico, lo que puede conducir por completo a nuevas tecnologías”.
Durante la investigación, el equipo de investigación también hizo un descubrimiento inesperado. Descubrieron que un disolvente articular, una sal, una sal de ácido cólico que usa el cuerpo humano para disolver los compuestos orgánicos, puede convertirse en cadenas de carbono sin medidas extra complicadas.
“Fue una sorpresa que un disolvente articular como Cholt pudiera convertirse en una cadena carbiana sin ningún otro problema”, dijo Rotkin. “Esto muestra que incluso los materiales familiares pueden desempeñar un nuevo papel en la química moderna”.
Aunque muchas preguntas sobre el Carben no responden, Rotcon dijo que cree que este es un paso importante por delante. Con una forma constante de desarrollar una gran cantidad de carbono, los investigadores ahora pueden encontrar su capacidad para profundizarlo.
“En el pasado, la cantidad de contenido disponible para el estudio era apenas suficiente para que uno o dos grupos confirmaran su existencia”, dijo Rotkin. “Ahora, tenemos la oportunidad de comprender realmente sus características y aplicaciones”.
Con Rotkin de la Universidad de Tokio, Bo-Win Zhang, Xi Yang Qi, Kingmi Ho, Akama Kohat, Shohi Chaiyashi, Kiego Otsuka y Shigio Maroima. Yaching MA, Yongjia Zheng y la Universidad Rong Xiang; Anna Fit Ó Perira, Dmitry I. Lefishov, Sophie Cambur é y Veminators de la Universidad de la Universidad Antorp. De la Universidad de Dalian; o feng; Utaka Matsu de la Universidad de Nagoya; Y Yohang Wang y Cheu Zhang de la Universidad de Maryland también participaron en la investigación. Maroima dirigió el equipo de investigación y fue el autor de la disertación.
La investigación fue apoyada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos y la Sociedad de Japón para la Promoción de la Ciencia.
