Vědci vyrobili ultratrvdé diamantové sklo
Vědci z instituce Carnegie Science vyvinuli ultratvrdé diamantové sklo. Nový materiál, který je celý vyroben z rozdrcených uhlíkových, má také vysokou tepelnou vodivost a mohl by najít využití v elektronice, píše server New Atlas.
Uhlík je univerzální prvek, který tvoří mnoho stabilních struktur v různých atomových uspořádáních, od grafenu po diamant. Mohou se v nich opakovat krystalické vzory nebo být amorfní jako sklo a samotné atomové vazby se mohou tvořit ve dvou nebo třech rozměrech, což určuje tvrdost materiálu. Některé formy, jako například diamantové sklo, je však složitější vyrobit než jiné.
„Syntéza amorfního uhlíkového materiálu s trojrozměrnými vazbami byla dlouholetým cílem,“ říká Yingwei Fei, autor nové studie. „Trik spočívá v nalezení vhodného výchozího materiálu, který by se transformoval působením tlaku.“
Pokud například na grafit aplikujete tlak, získáte krystalické uspořádání diamantu. Samotný diamant by se mohl zdát jako logický výchozí bod pro výrobu diamantového skla, ale jeho teplota tání 4 227 °C je pro praktické použití příliš vysoká. Tým musel najít takovou formu uhlíku, která by se mohla stát dostatečně atomárně neuspořádanou, než bude vystavena tlaku.
Foto: Vědecká Instituce Carnegie Science
Tvar „fotbalové míče“
Svůj cíl našli ve fullerenu, obecně známém jako buckyballs, který se skládá z 60 atomů uhlíku uspořádaných do tvaru dutého fotbalového míče. Tým je zahříval tak dlouho, dokud se tvar míče nezhroutil do neuspořádaného uspořádání, a poté na ně byl vyvinut vysoký tlak pomocí lisu s několika kovadlinami. Konečným výsledkem je sklo podobné diamantu, které bylo možné vyrobit v milimetrových kusech.
Při bližším zkoumání tým zjistil, že nové sklo má tvrdost přibližně 102 gigaPascalů (GPa). To je vyšší tvrdost než u přírodního diamantu, ale ne tak tvrdá jako u skla AM-III, které bylo nedávno syntetizováno v Číně a mělo tvrdost až 113 GPa.
Tým také tvrdí, že nové ultratvrdé sklo má nejvyšší tepelnou vodivost ze všech amorfních materiálů, a to s hodnotou k 26. Důležité je, že jej lze syntetizovat při teplotách 900 až 1 000 °C, což je v dosahu průmyslové výroby.
Zdroj: newatlas.com