کارباین نوظهور ۲۰۲۴
Emerging Carbyne 2024

زنجیره‌های کربنی مولکولی بیش از ۱۳۰ سال است که توجه بسیاری را به خود جلب کرده‌اند، اما طول این زنجیره‌ها حتی با روش‌های پیشرفته سنتز شیمیایی نیز به ۴۴ اتم محدود شده است. اخیراً، سنتز مصنوعی زنجیره‌های بلند و خطی کربن، موسوم به “کاربین‌ها”، دوباره احیا شده و وجود آن‌ها با استفاده از آخرین روش‌های تحلیلی پیشرفته، مانند میکروسکوپ الکترونی با وضوح بالا و طیف‌سنجی رامان، به طور قاطع به اثبات رسیده است. تا دهه ۱۹۸۰، گرافیت و الماس، اشکال آلوتروپی شناخته شده کربن عنصری بودند که به ترتیب بلورهای دو بعدی (2D) و سه بعدی (3D) بودند. کاربین، نانوسیم یک بعدی (1D) نهایی با قطر اتمی است و سنتز آن، چشم‌اندازهای جدیدی را برای خواص متنوع مواد کربنی گشوده است. کاربین یک نیمه‌رسانای یک بعدی با شکاف انرژی گذار مستقیم است و خواصی جالب توجه مانند استحکام مکانیکی فوق‌العاده از آن انتظار می‌رود. این کتاب به طور جامع، آخرین روش‌های سنتز شیمیایی و فیزیکی، خواص پیش‌بینی شده نظری، و کاربردهای احتمالی کاربین را بررسی و تشریح می‌کند.

Molecular carbon chains have attracted much interest for more than 130 years, but the length of chains is limited to 44 atoms even by sophisticated chemical synthesis. Recently, the artificial synthesis of long linear carbon chains, “carbynes,” has revived, and their existence was firmly substantiated using the latest advanced analytical methods, such as high-resolution electron microscopy and Raman scattering spectroscopy. Until the 1980s, graphite and diamond were the well-known allotropic forms of elemental carbon, which were two-dimensional (2D) and 3D crystals, respectively. Carbyne is the ultimate 1D nanowire with atomic diameter and its synthesis has opened prospects for versatile properties of carbon materials. Carbyne is a 1D semiconductor with a direct transition energy gap and interesting properties such as extreme mechanical strength are expected from it. This book comprehensively reviews and describes the latest chemical and physical synthesis methods, theoretically predicted properties, and possible applications of carbyne.