據(jù)英國《每日郵報》4月13日報道，近日，一份來自維也納大學(xué)研究團隊的成果表明，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)研究隊伍開發(fā)出了量產(chǎn)卡賓碳的技術(shù)?？ㄙe碳鏈極其不穩(wěn)定，為了確認這種碳鏈的存在，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個碳原子，而卡賓碳鏈的延伸已經(jīng)達到了6400個。但是，研究所花的時間卻是以前的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的一大跨越”。這項研究為解決和控制低維碳基材料的機械性能提供了有力的實踐和理論。在這之前，關(guān)于電子關(guān)聯(lián)和量子動力學(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有力的實驗基礎(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(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)過理論計算指出，碳炔這種碳原子一維線性帶狀物的強度應(yīng)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(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(xué)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(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了這一碳鏈的存在。結(jié)果表明，這種碳鏈在實驗環(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，還需更進一步的研究。
　　小編圈點：碳家族很有趣，龍生九子，各不相同。最堅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)測和計算模型證實為“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。當然，只生成一定長度碳鏈距離制備碳炔還相去甚遠，但并不影響我們對未來最強硬材料的熱切期待。