Высокое давление превратило синий пигмент в рекордные цепочки атомов меди

Учёные подвергли фталоцианин меди (CuPc) — синий органический пигмент, широко применяемый в красках и полупроводниках — экстремальному давлению свыше 21 ГПа, что соответствует давлению на глубине около 630 км в земной мантии. В результате образовались одноатомные цепочки меди длиной в микрометры, заключённые в углеродную оболочку и содержащие более 4000 атомов металла. Работа опубликована в сентябре 2026 года через Phys.org.

Это лабораторный результат; применение в серийных микросхемах не анонсировалось.

Откуда берётся пигмент и что с ним произошло

Фталоцианин меди — молекула с центральным атомом меди, окружённым плоским органическим кольцом из атомов азота и углерода. В нормальных условиях молекулы CuPc укладываются стопками, как монеты. Именно такое упорядоченное расположение обусловливает его насыщенный синий цвет.

При давлении выше 21 ГПа органическая часть молекулы разрушается и трансформируется в аморфный углеродный матрикс — своеобразную «трубку», — тогда как атомы меди выстраиваются внутри неё в одиночные цепочки. Результирующая структура: металлические проволоки диаметром в один атом, заключённые в углеродный «кожух».

Рекордная длина и количество атомов

Полученные цепочки достигают длины в несколько микрометров (тысячных долей миллиметра) и содержат более 4000 атомов меди, следующих непрерывной линией. Это делает их одними из самых длинных одноатомных металлических структур, созданных в лабораторных условиях.

Для сравнения: диаметр одного атома меди составляет около 0,25 нанометра — то есть цепочка длиной в микрометр содержит примерно 4000 и более атомов, выстроенных в ряд.

Ключевые параметры:

• Давление синтеза: свыше 21 ГПа;
• Исходный материал: фталоцианин меди (CuPc);
• Структура продукта: одноатомные цепочки меди в углеродной оболочке;
• Длина цепочек: до нескольких микрометров;
• Число атомов в цепочке: более 4000.

Почему это интересно для нанотехнологий

Одноатомные металлические проволоки — потенциально ценный объект для физики и электроники: при столь малых размерах квантовые эффекты в переносе электронов становятся доминирующими. Изучение таких структур позволяет исследовать фундаментальные квантовые свойства проводимости, которые невозможно наблюдать в объёмном металле.

Читайте также по теме: управлении свойствами материалов электрическим полем.

Практическое применение в микросхемах требует прежде всего решения задачи воспроизводимого синтеза без экстремального давления и разработки методов интеграции цепочек в электронные схемы. Авторы не заявляют о готовности к промышленному применению.