Библиотека по физике Библиотека по физике
Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Ссылки    Карта сайта    О сайте


16.08.2012

Физики создали новую модификацию углерода, способную поцарапать алмаз

Американские ученые создали новую сверхтвердую форму углерода - гибридный материал из аморфных компонентов, превосходящий по твердости и другим свойствам алмаз, и представили его миру в статье в журнале Science.

"Мы открыли новую аллотропную модификацию углерода, который сопоставим с алмазом в способности противостоять давлению. После превращения заготовки в новую форму углерода при сверхвысоком давлении, она остается стабильной и в нормальных условиях. Это означает, что этот материал можно использовать в самых разных практических целях", - пояснил руководитель группы физиков Лин Ванг (Lin Wang) из Института науки Карнеги в Аргонне (США).

Ванг его коллеги, в том числе выходец из России Станислав Синогейкин, изучали свойства аморфного углеродного материала, известного под кодовым называнием "углерод-60". Он напоминает по своей форме фуллерен и представляет собой шарик из соединенных друг с другом колец из пяти и шести атомов углерода.

Ученые растворили шарики "углерода-60" в органическом растворителе ксилоле, молекулы которого состоят из кольца атомов углерода и двух метильных хвостов, и приступили к экспериментам. Физики сжимали раствор под высоким давлением и следили за тем, как меняются свойства материала.

При небольших давлениях свойства раствора не менялись, однако при достижении отметки в 32,8 гигапаскаль, или 323 тысячи атмосфер, материал пережил структурную перестройку. В результате этого возник новый, сверхтвердый материал, не уступающий в твердости алмазу. Так, он способен поцарапать поверхность алмаза и выдерживает сопоставимые давления, что и его природный "конкурент".

Обнаружив столь необычный материал, Ванг и его коллеги изучили его структуру, просветив фрагмент новой формы углерода при помощи рамановского спектрографа. Оказалось, что их детище было аморфным, а не кристаллическим, что было достаточно неожиданным открытием. С точки зрения теории, сверхпрочные материалы с аморфным устройством могут существовать, однако на практике такие вещества не были известны до этого открытия.

По словам физиков, повышение давления до 32 гигапаскаль привело к частичной деформации сфер "углерода-60". Поврежденные сферы "слиплись" и потеряли способность восстанавливать свою форму, в результате чего данный материал приобрел устойчивость при нормальном давлении и температуре.

Молекулы растворителя играют ключевую роль в удивительных свойствах материала - выпаривание ксилола привело к разрушению фрагмента новой формы углерода. Скорее всего, это связано с тем, что небольшие молекулы растворителя повышают прочность материала, заполняя пустоты, возникшие при деформации "углерода-60".

Ванг и его коллеги планируют создать и другие виды похожих материалов, меняя число атомов в углеродных "шариках" и форму молекул растворителя. По их словам, это поможет лучше понимать то, почему данная форма углерода обладает столь высокой прочностью.


Источники:

  1. РИА Новости




Пользовательского поиска




Пять неожиданных и грандиозных открытий физики

Мария Склодовская-Кюри - единственная в истории женщина, получившая две Нобелевские премии

Нобелевская премия по физике — 2017 - за решающий вклад в создание детектора LIGO и регистрацию гравитационных волн

Виталий Гинзбург, лауреат Нобелевской премии по физике 2003 г.

Физики превратили непроводящий полимер в полупроводник силой звука

Десять невозможных вещей, ставших возможными благодаря современной физике

Физики нашли возможную брешь в Стандартной модели

Ученые объяснили звуки метеоров

Теория эмерджентности: что такое реальность?

Ученые математически доказали недостижимость абсолютного нуля температуры

Четыре крупнейших ошибки в научной жизни Эйнштейна






© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://physiclib.ru/ 'PhysicLib.ru: Библиотека по физике'

Рейтинг@Mail.ru