Mechanicky vyvolaný přechod kov-izolátor v karbynu

Karbyn je jedním z mnoha alotropů uhlíku, je tvořen řetězci uhlíku, kde buď střídá jednoduchá a trojná vazba, polyynová forma; (-C≡C-)n, nebo jsou všechny uhlíky propojeny dvojnou vazbou, kumulenová forma; (=C=C=)n. Podle výpočtů by se mělo jednat o velmi slibný materiál, s vynikajícími mechanickými vlastnostmi. Bohužel jeho příprava není jednoduchá, dosud se podařilo připravit řetězc s maximálně 44 atomy uhlíku.

Přechod mezi kumulenovou a polyynovou formou lze vyvolat mechanicky, natažením vlákna graphynu, jde o tzv. Peierlsnův přechod. Rozdíl mezi těmito strukturami je v rozložení elektronů a tím i jejich vodivosti. Za normálních podmínek se karbyny budou chovat jako kovy, což odpovídá kumulenové struktuře, ale pokud dojde k mechanickému natažení řetězce, stane se preferovanější polyynová forma a materiál získá vlastnosti izolantu (dielektrika). Kromě mechanické deformace lze ovlivnit tento přechod i pomocí terminálních skupin. Pokud bude řetězec zakončen vodíkem, bude preferovanější polyynová forma, protože vodík nedokáže vytvořit násobnou vazbu k uhlíku, pokud ale použijeme skupinu, která je navázána dvojnou vazbou, preference se otočí.

Reference

 

Napsat komentář