В Китае создали материал, превосходящий по твердости алмаз
Прозрачный материал со структурой, обеспечивающей ему большую прочность, чем у алмаза, создан в Китае, 9 августа сообщает издание South China Morning Post.
Исследователи государственной ключевой лаборатории науки и техники метастабильных материалов Центра науки о высоком давлении (CHiPS) добились, что их новый материал, получивший название AM-III, оставляет царапины на алмазе, но при этом имеет полупроводниковые свойства стекла.
Это дает возможность использовать его для изготовления особо прочных фотоэлектрических панелей, электроники, выдерживающей экстремальные температуры и давление и, например, пуленепробиваемых стекол.
AM-III — это прозрачный, слегка желтоватый материал, полностью состоящий из углерода, его прочность по Виккерсу составляет 113 ГПа, тогда как прочность алмаза находится в пределах от 70 до 100 ГПа.
Известно, что твердость алмазу придает его кристаллическая решетка. Если же рассмотреть структуру AM-III, то под микроскопом его структура сначала также представляется кристаллической, но при меньшем увеличении упорядоченность полностью исчезает.
Чтобы добиться этого в производстве AM-III используются так называемые фуллерены — наночастицы углерода, в которых все атомы расположены в вершинах правильных шестиугольников или пятиугольников, покрывающих поверхность сферы или сфероида, и представляющие собой нечто в виде мячиков.
Фуллерен очень мягок и его используют даже в косметике. Однако если эти углеродные «мячики» постепенно нагревать и одновременно повышать давление, они будут раздавлены и смешаны друг с другом.
Исследователи CHiPS в течение более 12 часов постепенно увеличивали температуру и давление до максимума и потом столько же времени давали материалу медленно остывать.
В разработке технологии им помогали ученые из Швеции, США, Германии и России, анализируя данные экспериментов и предлагая новые идеи. Статья, описывающая процесс создания AM-III опубликована 5 August в журнале Oxford University Press (OUP).
По сравнению с уже известным графеном, который прочен только в материале толщиной в один атом, AM-III может быть произведен в различных формах и размерах. А в отличие от алмаза, у которого есть слабые грани из-за особого расположения атомов, AM-III твердый с любой стороны. По мнению исследователей, эти свойства еще больше увеличат потенциал его применения.
