Твердость — это физическое свойство, которое отражает способность вещества сопротивляться царапинам или деформации. Твердость можно измерить разными методами, наиболее распространенными из них являются твердость по Виккерсу, твердость по Моосу, твердость по Бринеллю и т. д. Среди них твердость по Моосу является самой простой и наиболее часто используемой. Она ранжирует различные вещества по шкале от 1 до 10 в зависимости от того, могут ли они поцарапать друг друга. 1 означает самое мягкое, а 10 — самое твердое. Например, гвозди имеют твердость по шкале Мооса 2,5, железо имеет твердость по шкале Мооса 4,5, а алмазы имеют твердость по шкале Мооса 10.
Хотя алмаз является самым твердым веществом в природе, это не означает, что он абсолютен. Карбойн тверже алмаза, а самым твердым веществом в мире является сульфид карбин. Говорят, что его твердость почти в 200 раз тверже, чем у знакомой нам стали, и даже примерно в 40 раз выше твердости алмаза, поэтому он также известный как Его называют самым твердым в мире, а его пластичность и прочность на разрыв также очень высоки, даже сравнимы с графеном, поэтому этот материал имеет очень важное применение в производстве и разработке высокопрочного оборудования в будущем.
Карбойны представляют собой цепочки атомов углерода, скрепленные двойными связями или чередующимися одинарными и тройными связями. В 1885 году немецкий химик-органик Адольф фон Бейер впервые предложил концепцию карбина, которую он описал как бесконечно длинную углеродную цепь, состоящую из чередующихся одинарных и тройных углерод-углеродных связей. Но он также предупредил, что его будет сложно создать, поскольку он очень нестабильен. Ранее американские ученые посредством теоретических расчетов указали, что карбин, одномерная линейная лента атомов углерода, должен быть тверже и прочнее любого известного материала. Он обладает огромным пределом прочности и твердостью и в 40 раз тверже алмаза. столько же, сколько графен, поэтому его можно использовать для изготовления сверхпрочных устройств. Кроме того, он обладает уникальным свойством превращаться из проводника в изолятор при растяжении всего на 3%, поэтому привлек широкое внимание в области электронного оборудования.
Прорыв в наблюдении карбинов произошел в конце 20-го и начале 21-го веков благодаря достижениям в области нанотехнологий и спектроскопии. открывает новые возможности для его изучения.
Карбойноподобные цепочки были косвенно обнаружены в углеродных нанотрубках, где они образуют дефекты или частичные структуры вдоль стенок трубки. Открытие этих цепочек дает ценную информацию о структурных свойствах карбина, графеновых нанолент и узкой структуре графена. , были обнаружены карбиноподобные структуры по краям.
В 2015 году исследователи успешно синтезировали линейные углеродные цепи на поверхности серебра с помощью сканирующей туннельной микроскопии (СТМ). Этот метод позволяет точно манипулировать цепями и наблюдать за ними. В последние годы карбиновые наноленты были произведены с использованием индивидуальных молекул и поверхностей-предшественников. Синтезировано При помощи полимеризации эти наноленты представляют собой шаг к созданию более длинных и стабильных карбиноподобных структур.
Открытие и исследование карбинов было путешествием, наполненным теоретическими предсказаниями, экспериментальными задачами и заметными успехами. этой увлекательной одномерной углеродной цепи, и в будущем могут быть еще более захватывающие открытия и применения карбина.