Amorfni dijamant je sintetiziran

Šta su sve tehnologije uradile za nas: Amorfni materijali, sinteza i karakterizacija (Srpanj 2019).

Anonim

Tim fizičara visokog tlaka Carnegie stvorio je oblik ugljika koji je teško dijamant, ali amorfan, što znači da nema velikih strukturnih ponavljanja kristalne strukture dijamanta. Njihovi nalazi objavljeni su u priopćenju Nature Communications.

Karbon je element naizgled beskonačnih mogućnosti, jer konfiguracija svojih elektrona omogućuje brojne samostalno povezane kombinacije koje dovode do niza materijala različitih svojstava.

Na primjer, neki oblici ugljika, kao što je ugljen, nazivaju se amorfni, što znači da im nedostaje struktura koja se ponavljaju na duge udaljenosti i koja čine kristal.

Drugi oblici ugljika su kristalični, uključujući i prozirne, superkrutne dijamante i mekan, neproziran grafit. Imaju različita svojstva, dijelom, jer atomi ugljika koji ih sadrže vezani su u različitim konfiguracijama. Dijamanti imaju veznu strukturu koja se zove sp3 i ugljika u grafitu održava se zajedno s onim što se zove sp2 veze.

Promjene konfiguracije ugljikovih veza koje oblikuju bilo koju od ovih tvari mogu se izazvati mijenjanjem vanjskih uvjeta, kao što su temperatura i tlak, slično tome kako se voda zamrzava u led ili se vreli u paru.

Carnegieov tim, uključujući glavni autor Zhidan "Denise" Zeng, kao i Liuxiang Yang, Qiaoshi Zeng, Yue Meng, Wenge Yang i Ho-kwang "Dave" Mao iskoristili su ekstremne pritiske da otkriju njihov novi oblik amorfnog dijamanta.

Drugi slični elementi ugljik-germanija i silicija imaju oblike koji su u potpunosti sastavljeni od iznimno jakih sp3 veza, a ipak amorfni. Ali do sada, slična faza ugljika nikada nije bila sintetizirana.

Tim je bio u stanju stvoriti amorfni dijamant dovođenjem strukturno neuređenog oblika ugljika nazvanog staklenim ugljikom do gotovo 500.000 puta više od normalnog atmosferskog tlaka (50 gigapascala) i oko 2.780 stupnjeva celzijusa (1.800 stupnjeva kelvina). Ovo je raspon temperature i tlaka nego što nije istraženo u nastojanjima da se stvori amorfni dijamant.

Uzorak koji su stvorili zadržao je svoju strukturnu promjenu i nepopustljivost nakon što se vratio na sobnu temperaturu i pritisak. Štoviše, sofisticirani spektroskopski alati pokazali su da njihov novi materijal ima sp3 ugljikove veze, iako je amorfan i bez reda kristala.

"Naš amorfni dijamant je gust, proziran, super-jak i potencijalno superhard s više nevjerojatnih svojstava tek treba otkriti", objasnio je Zeng.

Sljedeći koraci za istraživanje ovih svojstava amorfnog dijamanta bit će mjerenje njegove tvrdoće, čvrstoće, optičkih svojstava i toplinske stabilnosti.

menu
menu