211service.com
Datorsimulering förutspår ny allotrop av kol
De olika formerna av kol inkluderar diamant, grafit, grafen (ett enda ark grafit) och fullerenerna, som bildas när kolatomer binder samman till rör- och sfärliknande strukturer.
Men under de senaste åren har materialforskare samlat på sig ledtrådar som antyder en annan typ av kol, som bildas när grafit komprimeras vid rumstemperatur till tryck överstigande 10 gigaPascal.
Ledtrådarna tar formen av förändringar i olika bulkegenskaper hos kol under dessa förhållanden, saker som dess resistivitet, optiska transmittans och reflektans och så vidare. Allt detta tyder på att det finns någon form av fasförändring där en ny form av kol uppstår.
Så loppet är igång för att identifiera denna nya allotrop, och eftersom kolatomer kan länka samman på ett oändligt antal sätt, finns det ingen brist på kandidater.
Idag lägger Maximilian Amsler vid universitetet i Basel i Schweiz och ett antal kompisar fram en ny struktur, som de kallar M10-kol. De här killarna har använt olika datorsimuleringstekniker för att modellera hur kolatomer kan binda under dessa förhållanden.
Resultatet, säger de, är en struktur som är mer stabil än grafit vid tryck över 14 GPa och som, liksom diamant, helt består av atomer sammanlänkade med sp3-bindningar. Materialet är också nästan lika hård diamant.
Dessutom har Amsler och co simulerat röntgendiffraktionsmönstret som detta material borde producera och säger att det matchar det som hittades i experimentet.
Problemet är dock att detta bara är en av en halv handfull föreslagna strukturer som alla försöker förklara experimentella bevis. Dessa producerar också röntgendiffraktionsmönster som matchar experimentet och åtminstone en, en allotrop känd som z-kol, är mer termodynamiskt gynnsam än M10-kol.
För tillfället är juryn tydligt ute på vilken av dessa teoretiska strukturer som faktiskt bildas i den verkliga världen.
Så vad ska man göra? Det finns uppenbarligen en myriad av potentiella kandidater och det enda sättet att skilja mellan dem är genom detaljerad och noggrann mätning.
Så bollen är stadigt tillbaka på försöksledarens sida av banan. Dessa experiment är inte lätta. dock kan det dröja ett tag innan kronan för att upptäcka en ny allotrop av kol på ett övertygande sätt kan hävdas.
Ref: http:// arxiv.org/abs/1202.6030 : Prediction Of A Novel Monoclinic Carbon Allotrope