Новый углерод тверже алмаза
30.08.2005
Новая форма углерода, открытая физиками из университета в Байройте (Германия), по твердости превысила алмаз
Алмаз обладает высочайшей твердостью благодаря тому, что каждый атом углерода связан с другим таким же атомом прочной ковалентной связью. Физики уже давно научились получать искусственные алмазы, подвергая различные углеродные материалы воздействию очень высоких давлений.
Физикам из Байройта (группе, в которую вошли Наталья Дубровинская, Леонид Дубровинский и Фалько Лангенхорст) удалось получить рекордную твердость благодаря использованию в качестве исходного материала углеродных полимерных наноструктур, имеющих шарообразную форму. Каждая такая молекула содержит 60 атомов углерода. Оказалось, что под давлением около 200 атм. И при температуре 2500 К эти шарообразные молекулы превращаются в наностержни, которые образуют своеобразную упорядоченную структуру с прочным сцеплением отдельных стержней. По существу, речь идет о новой форме углерода. Каждый наностержень имеет кристаллическую структуру, с диаметром стержней от 5 до 20 нм и длиной около 1 микрона. Давление создавали при помощи уникального 5000-тонного пресса с несколькими наковальнями (опорными пластинами).
Плотность полученного материала лишь на 0,3% больше, чем у алмаза, однако различия в модуле объемной деформации (показателе твердости материала) гораздо заметнее - у алмаза этот модуль равен 442 ГПа, а у нового материала - 491 ГПа. Физики запатентовали метод получения новой сверхтвердой формы углерода и разработали концепцию технологии его получения в промышленных масштабах.