کربین

کربین، یک دگرشکل کربن است که ساختار شیمیایی اش به صورت زنجیره تکرار شونده   C≡C-)ₙ-)  است که در آن پیوند های یگانه و سه گانه به صورت متناوب تکرار می شوند.   
کربین، در فناوری نانو به طرز قابل ملاحظه ای مورد توجه است و مدول یانگ آن ۳۲٫۷ تراپاسکال است؛ حدود 40 برابر الماس. این ماده در فضای بین ستاره ای نیز مشاهده شده است. با این حال، اخیرا وجود آن در فاز های متراکم مورد بحث است؛ چرا که چنین زنجیرهایی اگر به هم برسند، با آزاد کردن گرما (و شاید انفجار) با هم تشکیل پیوند میدهند.

پولین ها

در حالی که وجود زنجیرهای کربین در مواد کربن خالص خنثی هنوز مورد بحث است، زنجیره های کوتاه C≡C-)ₙ-) به عنوان زیر ساختار مولکول های بزرگتر پابرجا هستند و حتی توسط چندین موجود زنده سنتز شده اند. از سال 2010، طولانی ترین زنجیره ای از این دست که در یک مولکول پایدار وجود داشته است، دارای 22 واحدی استیلنیک (44 اتم) بوده است که به واسطه گروههایی که به اندازه کافی بزرگ هستند پایدار شده است.

ساختار

اتم های کربن در این سکل، هرکدام دارای هندسه خطی هستند همراه با هیبریداسیون اوربیتال sp. طول هر پیوند سه گانه 120.7 پیکومتر و هر پیوند یگانه 137.9 پیکومتر برآورد شده است.  
دیگر پیکربندی های ممکن برای زنجیره ای از اتم های کربن شامل زنجیرهای Polycumberen (پلی اتیلن دیویدید) با پیونددوگانه (128.2 پیکومتر) می باشد.  انتظار می رود که این زنجیره، انرژی کمی بالاتری با شکاف پایرل 2 تا 5 الکترون ولت داشته باشد.  با این حال برای مولکول های Cₙ  کوتاه، ساختار polycumulene مورد ارجح به نظر می رسد.  وقتی که n زوج است، دو پیکربندی اساسی، با انرژی بسیار نزدیک، میتوانند با هم وجود داشته باشد: یک خطی و یک چرخه ای (رامبویه).  
محدودیت انعطاف پذیری زنجیره کربین با یک پلی یون مصنوعی با پشتوانه 8 واحد استیلنی نشان داده شده است که زنجیره آن 25 درجه یا بیشتر (در حدود 3 درجه در هر کربن) در حالت جامد خم شده است تا با گروه های دم بزرگ مولکول های مجاور منطبق شود.  
انتظار میرود که زنجیره کربن بسیار متقارن تنها یک حالت فعال رامان با تقارن Σg داشته باشد، به دلیل کشش پیوندها در هر جفت یگانه-دوگانه، با فرکانسی معمولا بین 1800 و 2300 بر رویسانتی متر  ، و تحت تاثیر محیط آنها.

خواص

ادعا شده که زنجیرهای کربین قوی ترین ماده شناخته شده بر اساس چگالی اند. محاسبات نشان می دهد که برحسب ۱۰۷ N·m/kg، استحکام کششی ویژه (قدرت تقسیم بر چگالی) کربین 7.5 - 6.0، گرافن  (5.5 - 4.7)، نانولوله های کربنی (5.0 - 4.3) و الماس (6.5 - 2.5) می باشد. بنابراین استحکام کششی ویژه کربین از مواد بالا، و تمام مواد موجود در طبیعت و ساخته شده توسط بشر بیشتر است.    همچنین مدول خاص آن (مدول یانگ تقسیم بر تراکم) با مقداری حدود ۱۰۹ N·m/kg نیز دو برابر گرافن است با مقداری حدود ۴٫۵×۱۰۸ N·m/kg.  
کشش کربین به میزان 10٪ سبب تغییر فاصله پیوندی الکترونی آن  از 3.2 به 4.4 الکترون ولت می شود.  همچنین چون در انتهای زنجیره ها با هندل های مولکولی پوشیده می شود، می تواند بپیچد تا فاصله پیوندیش را تغییر دهد.  با چرخش 90 درجه ای، به نیمه رسانای مغناطیسی تبدیل می شود. فقط با کشیدن ماده به میزان 10٪ و در نهایت، هنگامی که 90 درجه پیچ داده شود، کربین نیز به نیمه هادی مغناطیسی تبدیل می شود. 
در سال 2017 فواصل پیوندی زنجیره های کربنی خطی محدود (LCC) در داخل نانولوله های کربنی دوجداره با طول های 36 تا 6000 اتم کربن برای اولین بار در محدوده 2.253 تا 1.848 الکترون ولت تعیین شد، که از یک رابطه خطی با فرکانس رامان تبعیت می کند. این کران پایین، کوچکترین فاصله پیوندی زنجیره کربن خطی است که تاکنون دیده شده است.  مقايسه با داده هاي آزمايشگاهي به دست آمده براي زنجيره هاي کوتاه در فاز گازي يا در محلول نشان دهنده اثر بسته بندي DWCNT است که منجر به کاهش اساسی فاصله پیوندی مي شود.  
LCC ها در داخل نانولوله های کربنی دوجداره منجر به افزایش سیگنال فوتولومینسانس (PL) لوله های داخلی تا فاکتور 6 برای لوله های با کریستالیته (8،3) می شوند. این رفتار را می توان به انتقال بار موضعی از لوله های داخلی به زنجیرهای کربن برای خنثی نمودن مکانیسم های اطفا کننده ناشی از لوله های بیرونی نسبت داد.  
زنجیرهای کربین می توانند مولکول های جانبی که زنجیره ها را برای ذخیره انرژی و هیدروژن مناسب می کنند بگیرند.