10.04.2015

Открыта новая структурная модификация углерода

Международный коллектив ученых во главе с профессором Пуру Джена из Университета Содружества Виргинии (Virginia Commonwealth University) открыл новую структурную модификацию углерода – пентаграфен. Как и графен, он представляет собой структуру толщиной в один атом, но, в отличие от графена, атомы углерода в нем объединены не в шестиугольные, а в пятиугольные ячейки. Об этом сообщается в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Если быть точным, двумерная кристаллическая структура пентаграфена представляет собой то, что математики называют «каирской мозаикой», один из 14 возможных способов заполнить плоскость пятиугольниками. Он получил такое название, так как улицы некоторых районов Каира были замощены плиткой такой формы.

Ученые решили узнать, возможен ли аналог графена в форме «каирской мозаики» и какими свойствами он будет обладать. Как показывает компьютерное моделирование, этот материал будет стабильным, к тому же сможет выдерживать нагревание до 1000 кельвинов. От графена его будет отличать большая «ширина запрещенной зоны» – минимальная энергия, необходимая для перехода электрона из валентной зоны в зону проводимости. Нанотрубки, полученные при сворачивании пентаграфена, будут обладать полупроводниковыми свойствами.

Также у пентаграфена оказался отрицательным коэффициент Пуассона – отношение относительного поперечного сжатия к относительному продольному растяжению. Если мы будем растягивать в продольном направлении обычный материал, то его поперечное сечение будет постепенно уменьшаться. У материалов с отрицательным коэффициентом Пуассона дело обстоит противоположным образом, при продольном растяжении их поперечное сечение увеличивается. Подобные материалы называют ауксетиками. Их свойства ученые надеются применить в электронике, медицине и других сферах практического использования нанотехнологий.

Теперь исследователи планируют перейти от компьютерного моделирования к синтезу пентаграфена.

Источники:

1. polit.ru