In Wenen zijn meer dan zesduizend koolstofatomen aan elkaar geregen tot een carbyn. Of in elk geval tot iets dat in de buurt komt, melden Thomas Pichler en collega’s in Nature Materials.

Zo’n carbyn is een koolstofketen met om en om enkele en driedubbele bindingen. In theorie is zo’n keten oneindig lang, kaarsrecht en puur ééndimensionaal, en zijn de stijfheid en mechanische sterkte hoger dan die van elke andere vorm van koolstof die je kunt verzinnen. Helaas zijn carbynen ook extreem onstabiel: leg twee van die ketens naast elkaar en ze gaan onmiddellijk onderling bindingen aan. Een hypersterke carbynvezel kun je dus waarschijnlijk wel vergeten.

Al sinds de jaren 60 verschijnen publicaties van onderzoekers die carbynen dachten te hebben waargenomen. In het begin waren die claims hoogst twijfelachtig. Later is het wel gelukt om ‘polyynen’ te maken: korte stukjes met grotere eindgroepen die zorgen voor enige stabiliteit. Voor zover Pichler weet staat het record van deze benadering op 44 koolstofatomen.

Recent verschenen echter berichten van stukjes carbyn in het inwendige van meerwandige koolstofnanobuisjes met een binnendiameter die daar juist groot genoeg voor is; 0,71 nm is optimaal. Hoe die koolstofketens daar precies ontstaan is nog niet duidelijk maar Pichler vermoedt dat de buisjes dienen als een soort nanoreactor. Daarbij zou wel sprake zijn van interactie tussen de elektronenwolken van buisje en keten, maar niet van permanente onderlinge bindingen.

De tweede functie van de buisjes is uiteraard dat ze de carbynketens afschermen van de buitenwereld.

Het record voor deze vorm van carbyn stond op ongeveer honderd koolstofatomen. De Oostenrijkers claimen dat ze, door bij hoge temperatuur en hoogvacuüm te werken, ketens van meer dan 6.000 koolstofatomen hebben gemaakt. De lengte bedraagt dan ongeveer een micrometer. Het bestaan van de ketens is bevestigd met onder meer Ramanspectrometrie

Volgens Pichler vormen de ketens zich gemakkelijk genoeg om aan bulkproductie van ‘gevulde’ nanobuisjes te gaan doen. Berekeningen wijzen uit dat de combinatie elektriciteit zou moeten geleiden alsof het een metaal is, terwijl de ketens en de buisjes afzonderlijk allebei halfgeleiders zijn. Door de lengte van de ketenfragmenten te variëren zou je dus een materiaal met instelbare halfgeleidende eigenschappen kunnen maken.