05:47 2022-05-21
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ „Material minune de generație următoare”, ipotezat îndelung, creat pentru prima dată
_ „Următoarea generație” cu ipoteză lungă „material minune” creat pentru prima dată
De peste un deceniu, oamenii de știință au încercat să sintetizeze o nouă formă de carbon numită graphyne cu succes limitat. Acest efort s-a încheiat, totuși, datorită noilor cercetări de la Universitatea din Colorado Boulder.
Graphyne a fost mult timp de interes pentru oamenii de știință datorită asemănărilor sale cu grafenul „material minune” – o altă formă. de carbon, care este foarte apreciat de industria ale cărei cercetări a fost chiar distinsă cu Premiul Nobel pentru Fizică în 2010. Cu toate acestea, în ciuda deceniilor de muncă și teoretizări, doar câteva fragmente au fost create până acum.
Această cercetare. , anunțat săptămâna trecută în Nature Synthesis, umple un gol de lungă durată în știința materialelor de carbon, deschizând posibilități noi pentru cercetarea electronică, optică și materiale semiconductoare.
„Întregul public, întregul domeniu, este cu adevărat încântat că această problemă de lungă durată, sau acest material imaginar, este în sfârșit realizată”, a spus Yiming Hu, autorul principal al lucrării și absolvent de doctorat în chimie în 2022.
Oamenii de știință au fost de mult interesați de construcție. de carbon allotro nou sau nou pes, sau forme de carbon, din cauza utilității carbonului pentru industrie, precum și a versatilității sale.
Există diferite moduri în care alotropii de carbon pot fi construiți în funcție de modul în care carbonul hibridizat sp2, sp3 și sp (sau diferitele modalitățile în care atomii de carbon se pot lega de alte elemente) și legăturile lor corespunzătoare sunt utilizate. Cei mai cunoscuți alotropi de carbon sunt grafitul (utilizat în instrumente precum creioanele și bateriile) și diamantele, care sunt create din carbon sp2 și, respectiv, carbon sp3.
Folosind metode chimice tradiționale, oamenii de știință au creat cu succes diferiți alotropi de-a lungul anilor, inclusiv fulerenul (a cărui descoperire a câștigat Premiul Nobel pentru Chimie în 1996) și grafenul.
Cu toate acestea, aceste metode nu permit ca diferitele tipuri de carbon să fie sintetizate împreună în niciun fel. un fel de capacitate mare, cum ar fi ceea ce este necesar pentru graphyne, care a lăsat materialul teoretizat - speculat că are proprietăți unice de conducere a electronilor, mecanice și optice - să rămână asta: o teorie.
Dar a fost și acea nevoie. pentru netradiționalul care i-a determinat pe cei din domeniu să se adreseze grupului de laborator al lui Wei Zhang.
Zhang, profesor de chimie la CU Boulder, studiază chimia reversibilă, care este chimia care permite legăturilor să se auto-corecte, permițând crearea romanului ordonat str ucturi sau rețele, cum ar fi polimerii sintetici asemănătoare ADN-ului.
După ce au fost abordați, Zhang și grupul său de laborator au decis să încerce.
Crearea graphyne este o „foarte veche”. , întrebare de lungă durată, dar din moment ce instrumentele sintetice au fost limitate, interesul a scăzut”, Hu, care era doctor. student din grupul de laborator al lui Zhang, a comentat. „Am scos din nou problema și am folosit un nou instrument pentru a rezolva o problemă veche, care este cu adevărat importantă.”
Folosind un proces numit metateză alchinică – care este o reacție organică care implică redistribuirea sau tăierea și reformarea legăturilor chimice alchinice (un tip de hidrocarbură cu cel puțin o legătură covalentă triplă carbon-carbon), precum și controlul termodinamic și cinetic, grupul a reușit să creeze cu succes ceea ce nu a mai fost creat înainte: un material care ar putea rivaliza conductivitatea grafenului, dar cu control.
„Există o diferență destul de mare (între grafen și graphyne), dar într-un sens bun”, a spus Zhang. „Acesta ar putea fi materialul minune de următoarea generație. De aceea oamenii sunt foarte încântați.”
Deși materialul a fost creat cu succes, echipa dorește totuși să analizeze detaliile specifice ale acestuia, inclusiv cum să creeze materialul la scară largă și modul în care poate fi manipulat.
„Încercăm cu adevărat să explorăm acest material nou din mai multe dimensiuni, atât experimental, cât și teoretic, de la nivel atomic la dispozitive reale”, a spus Zhang despre pașii următori.
Aceste eforturi. , la rândul său, ar trebui să ajute la stabilirea modului în care proprietățile conductoare de electroni și optice ale materialului pot fi utilizate pentru aplicații industriale, cum ar fi bateriile litiu-ion.
„Sperăm că în viitor putem reduce costurile și simplifica procedura de reacție și apoi, sperăm, oamenii pot beneficia cu adevărat de pe urma cercetărilor noastre”, a spus Hu.
Pentru Zhang, acest lucru nu ar fi putut fi realizat fără sprijinul unei echipe interdisciplinare, adăugând: „Fără sprijin din partea departamentului de fizică, fără sprijin din partea colegilor, probabil că această muncă nu ar putea fi realizată.”
Comentarii:
Adauga Comentariu