由6000多個碳原子組成迄今最長碳鏈或造出最硬物質(zhì)“碳炔”

奧地利科學家在最新一期《自然·材料學》雜志上撰文指出，他們在實驗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，德國有機化學家阿道夫·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，美國科學家經(jīng)過理論計算指出，碳炔這種碳原子一維線性帶狀物的強度應該比任何已知的材料更硬更堅固，擁有巨大的抗張強度和硬度，硬度是鉆石的40倍、石墨烯的兩倍，因此，可用于制備超堅固的設備。另外，它還擁有僅被拉伸3%就能從導體轉變成絕緣體的獨特屬性，因而備受電子設備領域青睞。

盡管科學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個碳原子的不穩(wěn)定碳鏈。而現(xiàn)在，維也納大學的托馬斯·皮赫萊爾團隊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多個碳原子，被認為是有史以來最接近碳炔的“產(chǎn)品”。

在最新研究中，科學家們將兩層石墨烯卷成團，制造出了一個雙壁的碳納米管，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識碳炔邁出了關鍵一步。”

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了這一碳鏈的存在。結果表明，這種碳鏈在實驗環(huán)境下非常穩(wěn)定，其電學性能取決于碳鏈的長度。而且，由于碳炔的力學和電學屬性與眾不同，未來或有助科學家們制備出新型納米電子和光機設備。

科學家們表示，新發(fā)現(xiàn)是碳炔批量生產(chǎn)的關鍵步驟，但在具體應用之前，還需更進一步的研究。