【化学】五角形で構成される新たな炭素同素体「ペンタグラフェン」を発見 - バージニア連邦大©2ch.net

掲載日：2015年2月5日
http://www.sci-news.com/physics/science-penta-graphene-allotrope-carbon-02465.html

An international team of scientists, led by Prof Puru Jena of Virginia Commonwealth University in Richmond,
has discovered a new structural variant of carbon called penta-graphene.

Based on extensive analyses and simulations, the team shows that penta-graphene, composed of only
carbon pentagons and resembling Cairo pentagonal tiling, is dynamically, thermally, and mechanically stable;
the material exhibits negative Poisson’s ratio, a large band gap, and an ultrahigh mechanical strength.
Image credit: Virginia Commonwealth University.
http://cdn4.sci-news.com/images/2015/02/image_2465-Penta-graphene.jpg

“The three last important forms of carbon that have been discovered were fullerene, the nanotube and graphene.
Each one of them has unique structure. Penta-graphene will belong in that category,” Prof Jena said.

Penta-graphene is a single layer of carbon pentagons that resembles the Cairo tiling, and that appears to be
dynamically, thermally and mechanically stable.

Most forms of carbon are made of hexagonal building blocks, sometimes interspersed with pentagons. The new material is
a unique 2D carbon allotrope composed exclusively of pentagons.

Prof Jena and his colleagues simulated the synthesis of penta-graphene using computer modeling.

The results suggest that the material might outperform graphene in certain applications, as it would be mechanically stable,
possess very high strength, and be capable of withstanding temperatures of up to 1,000 degrees Kelvin.

Penta-graphene has several interesting and unusual properties. For example, it’s a semiconductor, whereas graphene is
a conductor of electricity.

“When you take graphene and roll it up, you make what is called a carbon nanotube which can be metallic or
semiconducting. Penta-graphene, when you roll it up, will also make a nanotube, but it is always semiconducting,”
explained Prof Jena, who is the senior author of a paper published in the Proceedings of the National Academy of Sciences.

The way penta-graphene stretches is also highly unusual.

“If you stretch graphene, it will expand along the direction it is stretched, but contract along the perpendicular direction.
However, if you stretch penta-graphene, it will expand in both directions,” said co-author Prof Qian Wang of Peking University
in Beijing, China, and Virginia Commonwealth University in Richmond.

The penta-graphene’s mechanical strength, derived from a rare property known as Negative Poisson’s Ratio, may hold
especially interesting applications for technology.

Its properties suggest that it may have applications in electronics, biomedicine, nanotechnology and more.

The next step for scientists is to synthesize penta-graphene.

<参照>
VCU News
https://news.vcu.edu/article/Pentagraphene_a_new_structural_variant_of_carbon_discovered

Penta-graphene: A new carbon allotrope
http://www.pnas.org/content/early/2015/01/27/1416591112

自然界の五角形はヒトデしか知らない。

ぺん太

>>2
ヒトデは10角形じゃね？
鋭角しか数えてないだろ、鈍角も数えろよ

スターアップルの輪切り

オクラとか桔梗のつぼみとか植物には五角形は普通にあるな

すごい発見なんじゃないのか？

コンピュータシミュレーションで生成して材料の特性も調べたとか、、、
使った条件が違ったり、見込みが甘かったり、実際に生成できるかどうか
怪しいし、ポワソン比とか正しいとは考えにくい。
北京大学の王博士というのも、、、
不自然な形で機械的に安定しているとは思えないし。

Penta-graphene has several interesting and unusual properties. For example, it’s a semiconductor, whereas graphene is
a conductor of electricity.

ここらへんがポイントとなるのか？

>>9
ほぼ何も言ってないに等しい

ん？？
五角形だけで平面て構成できるんだっけ？

4つの五員環の頂点が共有されている位置の炭素って、ほぼsquare-planarな炭素になっている
けど、こんな構造で安定化できるんだろうか？

バルクでは（計算上）安定だけど、単位ユニットでは不安定
→　故に結晶が成長するような機構での自然界での生成は見込めない
とかそんな感じの夢物質？

http://cdn4.sci-news.com/images/2015/02/image_2465-Penta-graphene.jpg

あー、こうなるわけね…うーむ…

六角形も適当に挟まないと丸く収まらないね

Cairo pentagonal tiling
http://en.wikipedia.org/wiki/Cairo_pentagonal_tiling

ぱっちんくるくるぺんたくん♪

正五角形じゃなくて内角120°120°90°120°90°になのね
安定しなそう

純炭素じゃなくて、炭素と平面４配位を取れる金属との合金的な化合物の構造と
してあってもよさそうな感じだが。

>>17
金属化合物としても特定配列に誘導できる都合のいい元素が思いつかないな
理論上あり得たとしてもかなり性質が変わるんじゃないか？
あまりにも不自然で安定しない気がする

平面じゃなけりゃ安定度は多少あがるかも。

強い国日本復活へ…: http://youtu.be/JpTZQsbn0Rg

>>2
五弁の花ならみんな正五角形だと思うぞ
桔梗とか

(´・ω・｀)へーーシミュレーションでいろんな特性まで予測できるんだ
すごすぎー

そう来たか
良い感じに歪んでるな

>>14
>>20
これなら必ずいける。
例えば。。。。C60。


ふふふ　　　　ふりだしに戻る。

炭素の世界は無限の可能性がひめられている

＞The next step for scientists is to synthesize penta-graphene.

頑張って実物を合成してみせて欲しい
5角形だけといわず、7角形や、11、13、17角形と夢は膨らむ

C₆₀を平面に敷き詰めて潰したら、
つながって出来るかもｗ

ちょっと吐き出す二酸化炭素が勿体無くなってきた

>>17
>>19
見ればわかるけど、>>1はかたつむりの渦で
位相のずれが増すばかりで安定しない

>>9
炭素半導体か
面白くなってきたな

>>4
星型多角形ｇｇｒ

ゴロゴロ転がるところがちがうん
でしょ

>>31
ダイヤモンドだって半導体だし
グラフェンもゼロバンドギャップとはいえ半導体なのだから
炭素半導体というとらえ方しても何も面白くはない

http://www.pnas.org/content/early/2015/01/27/1416591112
> Equally important, penta-graphene can be exfoliated from T12-carbon.
> When rolled up, it can form pentagon-based nanotubes which are semiconducting, regardless of their chirality.

普通のカーボンナノチューブと違って
どんな巻き方でも半導体だってさ

歪みエネルギーがすごそう
爆発するのかな

こんな結合、安定しないだろう？

2014/12/25
【半導体】東北大、グラフェンを越える新材料シリセンの基盤電子構造を解明(c)2ch.net
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1419507894/

てか二枚の金属板の間にならでけそう
じゃん

>>37
いったん作ってしまえば超安定(計算によると)

という主旨の論文だぞ
問題はどうやって作るか

ペンローズ大先生ってまだ生きてた？

端がなければ超安定だけど端が超不安定、って落ちかな

６角形と合わせてサッカーボールできないかな

木星の極北はなんと六角形
http://www.dotup.org/uploda/www.dotup.org159987.jpg

まじで気持ちわるい

それ土星ですよ〜

APOD: 2014 August 6 - Saturn's Swirling Cloudscape
http://apod.nasa.gov/apod/ap140806.html

>>44
土星だろ

正五角形じゃないのか

>>44
地球の偏西風だって蛇行してるんで、回数が何回かってだけの問題

>>40
改めて立体図を想像してみるとひょっとしたらこれ、カーボンナノチューブの最適解かもしれないね。

ケロイドのことを最近は「表皮過形成」って言うのか？よもまつだな

誤爆ｽﾏｿ

五角形だけで出来た炭素の正十二面体 C₂₀ は可能なんだろうか？

歪の力が全体では相殺し合うんだろな

ベンゼンみたいな顔した同僚に恋したことあるけど質問ある？

>>54
芳香族だな
どんな匂いだった？

>>53
壊れる時のエネルギー解放を考えると、理想的な爆発物になるんじゃないかな？

>>14
サッカーボール