211service.com
Carbon Jelly: de nieuwste truc van de C60
Gels zijn een soort puzzel voor chemici. Deze gelei-achtige materialen zijn niet helemaal vast en toch ook niet vloeibaar. Gels leven in een soort chemische schemerzone waar ze veel eigenschappen van beide fasen van de materie delen.
Dit is zo verwarrend dat chemici het zelfs moeilijk vinden om te definiëren wat het is om een gel te zijn, of welke eigenschappen de componenten ervan moeten hebben.
Over één ding zijn ze het echter wel eens: gels bestaan uit minimaal twee componenten: een vloeibare component en een vaste component die een los netwerk vormen dat de stof aan elkaar bindt. Zo ontstaan de gelei-achtige eigenschappen.
Nu moet zelfs dat stukje gemeenschappelijke overlevering misschien veranderen. Tegenwoordig zeggen Patrick Royall van de Universiteit van Bristol in het VK en Stephen Williams van de Australian National University dat C60, de voetbalvorm van koolstof, zich vanzelf tot een gel kan vormen.
Dus hoe komt het? Chemici weten al geruime tijd dat C60 verschillende fasen van materie vormt. Het kan bijvoorbeeld een vast kristal zijn. Maar het is ook bekend dat het zich in clusters van een groot aantal verschillende groottes vormt. En het kan een vloeistof vormen over een beperkt temperatuurbereik (hoewel niemand er helemaal zeker van is of deze vloeistof stabiel is of niet).
De vraag die chemici interesseert, is of er een vloeistofachtige toestand kan bestaan naast de clusters, die zich dan zouden kunnen binden en de karakteristieke netwerkstructuur vormen die de geleiachtige substantie bij elkaar zou houden.
Royall en Williams beantwoorden deze vraag door een computermodel van deze stof te maken en vervolgens te kijken of deze stabiel is. En hun conclusie is dat het kan. We hebben numeriek bewijs gepresenteerd dat C60 onder de juiste omstandigheden een gel kan vormen, zeggen ze.
Zo'n stof zou een bizarre chemische curiositeit zijn. Het betekent dat koolstof naast het vormen van diamant, grafiet, grafeen en een oneindig aantal koolstofkippengaasstructuren zoals buizen en voetballen, ook een gelei kan zijn.
Maar er is meer werk in het verschiet. Weten dat een stof stabiel kan zijn, is natuurlijk nuttig, maar dat betekent niet dat het mogelijk is om het te maken.
Royall en Williams zeggen dat het zou moeten bestaan over de tijdschalen die ze kunnen simuleren - tot 100 nanoseconden.
Maar dit soort simulaties zijn notoir moeilijk te finetunen. Het is mogelijk dat C60 liever kristalliseert.
Natuurlijk is er maar één manier om erachter te komen. En nu is er waarschijnlijk geen tekort aan vrijwilligers die het willen proberen.
Referentie: arxiv.org/abs/1102.2959 : C60: de eerste 1-component gel?