據(jù)英國《每日郵報(bào)》4月13日報(bào)道，近日，一份來自維也納大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的成果表明，科學(xué)家首次合成并量產(chǎn)線性卡賓碳，這種卡賓碳的堅(jiān)硬程度堪稱是金剛石的40倍，可用于未來技術(shù)設(shè)備。
       由托馬斯·皮克勒爾(Thomas Pichler)帶領(lǐng)的維也納大學(xué)研究隊(duì)伍開發(fā)出了量產(chǎn)卡賓碳的技術(shù)。卡賓碳鏈極其不穩(wěn)定，為了確認(rèn)這種碳鏈的存在，研究人員使用不同類型的光譜和x射線散射進(jìn)行試探。結(jié)果表明，卡賓碳鏈不僅能在上述條件中存在，同時(shí)也能在電特性的條件下保持穩(wěn)定。于是，研究人員采用了由兩層石墨烯組成的雙壁碳納米管技術(shù)，不斷對其加長，以前的碳鏈最長不超過100個(gè)碳原子，而卡賓碳鏈的延伸已經(jīng)達(dá)到了6400個(gè)。但是，研究所花的時(shí)間卻是以前的50倍。        1885年，阿道夫·馮·拜爾(Adolf von Baeyer)首次提出線狀卡賓碳的概念，那時(shí)他將這種線性乙炔碳描述為可以無限延伸的碳鏈，也就是我們現(xiàn)在知道的卡賓碳鏈，但并沒有合適的方法實(shí)現(xiàn)它的無限延伸。
       現(xiàn)在，科學(xué)家不僅研究出了卡賓碳鏈，而且其堅(jiān)硬的性質(zhì)還能用于未來的納米電子技術(shù)和光纖設(shè)備。這篇研究論文的第一作者雷士(Lei Shi)將卡賓碳鏈的研究認(rèn)定為“前景無可限量的一步”，是“以揭露線性碳的同素異形體真面紗為最終目標(biāo)的一大跨越”。這項(xiàng)研究為解決和控制低維碳基材料的機(jī)械性能提供了有力的實(shí)踐和理論。在這之前，關(guān)于電子關(guān)聯(lián)和量子動(dòng)力學(xué)相變的封閉幾何圖形的研究都是不可能完成的，但卡賓碳的研究就為此提供了強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

　　相關(guān)閱讀：傳說中的最硬物質(zhì)“碳炔”雛形已被合成，硬度是鉆石40倍
　　奧地利科學(xué)家在最新一期《自然·材料學(xué)》雜志上撰文指出，他們在實(shí)驗(yàn)室大量合成出有史以來最長的穩(wěn)定線性碳鏈，其由6000多個(gè)碳原子組成，或有助最終批量制造出目前已知的最硬的物質(zhì)——碳炔。
1885年，德國有機(jī)化學(xué)家阿道夫·馮-貝耶爾首次提出碳炔的概念，他將其描述為一種無限長的碳碳單鍵和三鍵交替而成的碳鏈。但他也警告稱，由于其極不穩(wěn)定，因此很難制造出來。
　　此前，美國科學(xué)家經(jīng)過理論計(jì)算指出，碳炔這種碳原子一維線性帶狀物的強(qiáng)度應(yīng)該比任何已知的材料更硬更堅(jiān)固，擁有巨大的抗張強(qiáng)度和硬度，硬度是鉆石的40倍、石墨烯的兩倍，因此，可用于制備超堅(jiān)固的設(shè)備。另外，它還擁有僅被拉伸3%就能從導(dǎo)體轉(zhuǎn)變成絕緣體的獨(dú)特屬性，因而備受電子設(shè)備領(lǐng)域青睞。
盡管科學(xué)家們可采用某些方法讓碳鏈保持穩(wěn)定，但此前只能制造出最多擁有100個(gè)碳原子的不穩(wěn)定碳鏈。而現(xiàn)在，維也納大學(xué)的托馬斯·皮赫萊爾團(tuán)隊(duì)通過新方法大批量制造出穩(wěn)定的碳長鏈，有些長鏈擁有6000多個(gè)碳原子，被認(rèn)為是有史以來最接近碳炔的“產(chǎn)品”。
　　在最新研究中，科學(xué)家們將兩層石墨烯卷成團(tuán)，制造出了一個(gè)雙壁的碳納米管，并在石墨烯薄片的縫隙內(nèi)合成出這種碳長鏈，縫隙能保護(hù)這種材料并讓其保持穩(wěn)定。該研究第一作者石磊（音譯）表示：“最新研究朝我們最終真正認(rèn)識碳炔邁出了關(guān)鍵一步。”
　　盡管這次制造出的碳炔長鏈比以前長，但肉眼仍然看不見，研究人員通過透射電子顯微鏡、X射線衍射儀、近場共振拉曼光譜法證實(shí)了這一碳鏈的存在。結(jié)果表明，這種碳鏈在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下非常穩(wěn)定，其電學(xué)性能取決于碳鏈的長度。而且，由于碳炔的力學(xué)和電學(xué)屬性與眾不同，未來或有助科學(xué)家們制備出新型納米電子和光機(jī)設(shè)備。
　　科學(xué)家們表示，新發(fā)現(xiàn)是碳炔批量生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟，但在具體應(yīng)用之前，還需更進(jìn)一步的研究。
　　小編圈點(diǎn)：碳家族很有趣，龍生九子，各不相同。最堅(jiān)硬的金剛石和最柔軟的石墨，是碳元素自然形式下的單質(zhì)同素異形體；而人工碳化合物如尼龍、汽油、塑料等在生活中更是舉目可見；備受寵愛的新材料石墨烯，因性能超群正在“長江后浪推前浪”；但相對于理論預(yù)測和計(jì)算模型證實(shí)為“世界上最硬”的碳炔及其應(yīng)用可能性，它也只能算“老一輩”了。當(dāng)然，只生成一定長度碳鏈距離制備碳炔還相去甚遠(yuǎn)，但并不影響我們對未來最強(qiáng)硬材料的熱切期待。