Nová forma uhlíku se jmenuje penta-grafen  
Počítačové simulace prozradily existenci penta-grafenu, slibné formy uhlíku, kterou tvoří plátky pětiúhelníků z uhlíkových atomů. Teď už jenom zbývá penta-grafen vyrobit.


Penta-grafen. Kredit: Virginia Commonwealth University
Penta-grafen. Kredit: Virginia Commonwealth University
Během posledních desetiletí jsme se setkali s minimálně třemi formami uhlíku, které otřásly světem – s fullereny, uhlíkovými nanotrubičkami a s grafenem. Každý z těchto materiálů má unikátní strukturu a pozoruhodné vlastnosti. Možná se k nim záhy připojí zbrusu nová forma uhlíku, alespoň podle vývojářů nových materiálů. Říkají ji penta-grafen.
Puru Jena. Kredit: P. Jena, VCU.
Puru Jena. Kredit: P. Jena, VCU.


Prozatím je to virtuální materiál. Puru Jena z Virginia Commonwealth University vedl tým, který počítačově simuloval jeho syntézu. Penta-grafen je tvořený jednou vrstvou pětiúhelníků z uhlíkových atomů, které jsou uspořádané podobně jako dlaždice na několika ulicích v Káhiře. V geometrii to znají jako Káhirské pětiúhelníkové vydláždění (Cairo pentagonal tiling) a jde o jeden ze 14 známých způsobů, jak vyplnit plochu shodnými pětiúhelníky. Struktura většiny forem uhlíku je založená na šestiúhelnících, občas jsou mezi nimi přimíchané pětiúhelníky. Penta-grafen by měl být unikátní formou uhlíku, tvořenou výhradně pětiúhelníky.



Káhirské pětiúhelníkové vydláždění. Kredit: R. A. Nonenmacher, Wikimedia Commons
Káhirské pětiúhelníkové vydláždění. Kredit: R. A. Nonenmacher, Wikimedia Commons
Penta-grafen by měl být velmi zajímavý, i pokud jde o jeho vlastnosti. Podle výsledků simulací byl měl být mechanicky stabilní, velice pevný a měl by ustát teplotu přes 700 stupňů Celsia. Také by měl fungovat jako polovodič. Když se stočí plátek grafenu do uhlíkové nanotrubičky, tak v některých případech funguje jako kov, jindy zase jako polovodič. Když se stejným způsobem stočí plátek penta-grafenu, tak je z něj vlastně také uhlíková nanotrubička, která je vždy polovodičem.



14 známých způsobů, jak vyplnit plochu shodnými pětiúhelníky. Kredit: Ed Pegg, Jr., Wikimedia Commons.
14 známých způsobů, jak vyplnit plochu shodnými pětiúhelníky. Kredit: Ed Pegg, Jr., Wikimedia Commons.
Když někdo natáhne grafen, tak se v tom směru roztáhne a zároveň se zkrátí ve směru kolmém na tah. Penta-grafen se ale po natažení roztáhne v obou směrech. Právě obdivuhodná mechanická pevnost penta-grafenu by měla být lákadlem pro vývojáře nových technologií. Tento materiál by se podle všeho mohl prosadit v řadě aplikací pro elektroniku, biomedicínu, nanotechnologie, i mnohé další.



Dalším krokem ve vývoji slibného materiálu by se samozřejmě měla stát jeho syntéza. Podle Jeny a jeho kolegů bude penta-grafen po svém vyrobení velmi stabilní. Otázkou ovšem zůstává, jak to udělat. Vývojáři k tomu mají ve své studii, publikované v časopisu PNAS, nějaké nápady. Prozatím jde jenom o teoretické záležitosti, které vycházejí z počítačových modelů. Jena s spol. ale věří, že jejich předpověď je hodně silná. Když uspějí, tak tím založí nové odvětví vědy o uhlíku. A to je jim jistě skvělou motivací.



Video: Beyond the Periodic Table of Elements: The Role of Superatoms. Kredit: American Chemical



Literatura
Virginia Commonwealth University 3. 2. 2015, PNAS online 27. 1. 2015, Wikipedia (Cairo pentagonal tiling).

Datum: 10.02.2015 06:05
Tisk článku

Der Schwedische Reiter - Perutz L.
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 326 Kč
cena: 322 Kč
Der Schwedische Reiter
Perutz L.
Související články:

Nová forma uhlíku je tvrdá jako kámen a elastická jako guma     Autor: Stanislav Mihulka (12.06.2017)
Grafenové nanosíto udělá z mořské vody pitnou     Autor: Stanislav Mihulka (04.04.2017)
Jak vyrobit kvalitní grafen ve velkém? Explozí!     Autor: Stanislav Mihulka (05.02.2017)
Porézní 3D grafen je velmi lehký a přitom desetkrát pevnější než ocel     Autor: Stanislav Mihulka (10.01.2017)
Na povrchu nanočástic topologického izolátoru vzniká nová forma světla     Autor: Stanislav Mihulka (07.08.2016)



Diskuze:

Supravodivosť za "izbovej teploty"

Rene Mikolas,2015-02-10 16:14:41

Skladovanie elektrickej energie.
Radostné len pomyslieť.

Odpovědět

Mazec :)

Michal Lichvar,2015-02-10 14:30:50

Som zvedavy co za ficury sa s tymito materialmi budu dat robit.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace