Opracowano supertwarde szkło, które jest mocniejsze niż diament i łatwe w produkcji

Autorzy nowej pracy wykorzystali pokruszone kule molekularne węgla do stworzenia nowego materiału,

który ma również wysoką przewodność cieplną -może być stosowany w elektronice. 

Węgiel to narzędzie uniwersalne, odz których można ułożyć wiele stabilnych struktur w różnych konfiguracjach atomowych – od grafenu po diament. Mogą to być powtarzające się wzory krystaliczne lub amorficzne jak szkło. Same wiązania atomowe mogą tworzyć się w dwóch lub trzech wymiarach – to określa twardość materiału. Ale są pewne kształty, takie jak szkło diamentowe, które są trudniejsze do wykonania niż inne.

Od dawna badaliśmy, jak zsyntetyzować amorficzny materiał węglowy z wiązaniami trójwymiarowymi. Sztuczka polega na znalezieniu właściwego komponentu źródłowego.

Yingwei Fei, autorka nowego badania

Jeśli grafit zostanie umieszczony pod wysokim ciśnieniem, todostajesz kryształową sieć diamentu. Logiczne byłoby użycie diamentu do produkcji szkła diamentowego, ale jego temperatura topnienia wynosząca 4,227 ° C jest zbyt wysoka do praktycznego zastosowania. Dlatego autorzy szukali formy węgla, która mogłaby zostać wystarczająco nieuporządkowana atomowo, zanim zostanie poddana działaniu ciśnienia.

W ten sposób badacze doszli do fulerenu, czyliBuckyballu to związek molekularny, który wygląda jak wypukłe zamknięte wielościany. Składa się z 60 atomów węgla ułożonych w kształt wydrążonej piłki nożnej.

Zespół podgrzał go, aż balon byłzamienił się w chaotyczny zestaw. Następnie substancję umieszczono pod ciśnieniem. Rezultatem jest szkło przypominające diament. Została wykonana w formie kawałków wielkości milimetra.

Powstałe szkło wytrzymywało 102 gigapaskale. To więcej niż naturalny diament, ale mniej niż AM-III, forma szkła niedawno syntetyzowana w Chinach, która wytrzymuje do 113 gigapaskali. 

Zespół twierdzi również, że nowy supertwardyszkło ma najwyższą przewodność cieplną ze wszystkich materiałów amorficznych - k 26. Można je również syntetyzować w temperaturach od 900 do 1000 °C, jest to możliwe do osiągnięcia w produkcji przemysłowej.

Czytaj więcej

Zobacz, jak Saturn wygląda z Księżyca. Zdjęcie zrobione przez orbitera NASA

Hubble kończy podróż przez zewnętrzny Układ Słoneczny: co tam zobaczył

Reaktor termojądrowy KSTAR ustanawia rekord: utrzymuje plazmę dłużej niż kiedykolwiek