Carbin

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Carbin ist ein im Labormaßstab synthetisiertes Allotrop des Kohlenstoffs, das aus Ketten von Kohlenstoffatomen aufgebaut ist, die durch alternierende Dreifach- und Einfachbindungen oder fortlaufende Doppelbindungen verbunden sind. Diese Ketten sind nach Berechnungen fester als jedes andere Material, insbesondere als Kohlenstoffnanoröhren, Graphen und Diamant[1].

Entdeckung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Erstmals wurden Carbin am 6. November 1960 von Chemikern um V. I. Kasatochkin und Y.P. Kudryavtsev beschrieben. Später wurden weitere Formen hergestellt oder hypothetisch hergeleitet.[2]

1980 vermutete man, dass Carbin in Meteoriten vom Typ Kohliger Chondrit als Bindungspartner anormaler Edelgase vorkomme. Das wurde später zurückgewiesen, da der Kohlenstoff in diesen Meteoriten schwach geordneter Graphit sei.

Merkmale[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Als ein Merkmal für Carbine gilt ein hexagonales Diffraktogramm. Da dieses auch bei anderen Substanzen nachgewiesen ist, wurde die Definition mehrfach kritisiert. Untersuchungen ergaben im Jahr 1982, dass es in der Natur keine Carbine gebe. Bei allen bekannten Proben könnten die Ergebnisse unter dem Transmissionselektronenmikroskop wie auch die der Röntgenbeugung durch Schichtsilikate, Nontronite oder Quarzanteile erklärt werden. Verwechslungen sind möglich, weil die Beugungsmuster sehr flacher Schichten jenen eines hexagonalen Aufbaus sehr ähneln.[2]

Mit einem Elastizitätsmodul von 32,7 TPa übertrifft Carbin das von Diamant um das 40-fache. Gleichzeitig soll Carbin hochreaktiv sein, wenn zwei Ketten in Kontakt gebracht werden, wobei die Aktivierungsenergie spontane Reaktionen verhindern helfen könnte. [3]

Die elektrischen Eigenschaften des Carbin sind abhängig von der Länge der Kette, was nanoelektronische Anwendungen zu Quanten-Spintransport und magnetischen Halbleitern nahelegt.

Herstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Jahre 2016 wurde ein Verfahren zur Massenproduktion von Carbin-Ketten in dünnen, doppelwandigen Kohlenstoffnanoröhren als Schutzhülle beschrieben. Diese Carbin-Ketten enthielten mehr als 6.400 Kohlenstoffatome.[4]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Mingjie Liu, Vasilii I. Artyukhov, Hoonkyung Lee, Fangbo Xu, Boris I. Yakobson: Carbyne from first principles: Chain of C atoms, a nanorod or a nanorope?. In: ACS Nano. 7, Nr. 11, 2. Dezember 2013, S. 10075-10082. arxiv:1308.2258. doi:10.1021/nn404177r.
  2. a b P. P. K. Smith, Peter R. Buseck: Carbyne Forms of Carbon: Do They Exist? In Science Volume 216, Issue 4549 (28. Mai 1982), Seiten 984-986, DOI: 10.1126/science.216.4549.984
  3. Carbyne: Stärker als Graphen und Diamant. TR Online. 16. September 2013. Abgerufen am 24. April 2014.
  4. Carbin: Die wahrhaftig eindimensionale Form des Kohlenstoffs. Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie. 4. April 2016. Abgerufen am 4. April 2016.