Стекло – один из самых популярных материалов во всём мире. Его используют во время строительства, для изготовления посуды и предметов обихода. Конечно, есть у него и недостатки, но исследователи постоянно ведут работы над его совершенствованием. Между тем новый вид стекла появился в совершенно неожиданной области. Учёные из Университета Карнеги создали похожий на стекло материал, но с гораздо более интересными свойствами.

Волшебный углерод

Уже давно исследователи проводят эксперименты с углеродом, считая его одним из самых интересных химических элементов. Когда-то учёные обнаружили, что он обладает удивительными свойствами, которые изменяются в зависимости от строения молекул и их взаимного расположения. Порой из одного и того же вещества получаются материалы с совершенно противоположными качествами, например, графит и алмаз. Одним из последних достижений стало получение графена, он уже нашёл применение в различных исследованиях, в приборостроении, микроэлектронике и даже в космической промышленности. Теперь же нашли ещё одну форму углерода, обладающую не менее интересными качествами.

По словам учёных из Университета Карнеги, для получения совершенно нового материала необходимо лишь определить подходящую компоновку атомов углерода и собрать их вместе в определённых условиях. Именно так было получено сверхпрочное «алмазное стекло».

Новый материал

Конечно же, созданный в лабораторных условиях материал не является ни алмазом, ни тем более стеклом. Такое название он получил из-за некоторых своих качеств: он прозрачен и обладает невероятной твёрдостью. В результате многочисленных исследований и экспериментов учёным удалось создать гранулы со средним диаметром 1 миллиметр. Они хорошо проводят свет и по своей твёрдости превосходят алмаз. Причём новый материал легко создали в лабораторных условиях, для этого не пришлось разрабатывать сверхмощные установки, работающие в экстремальных режимах. По словам одного из учёных, это является едва ли не самым большим преимуществом: можно без труда наладить производство в промышленных масштабах.

Давление и температура – это ключевые факторы для получения материалов на основе углерода. Например, если воздействовать на графит при помощи сильного давления, то кристаллическая решётка перестроится и получится алмаз - вещество, из которого можно создать что-нибудь интересное. Вот только его температура плавления составляет более 4000 градусов, что делает любой промышленный процесс слишком проблематичным. Поэтому вместо алмаза исследователи использовали фуллерен, молекулу углерода, в которой 60 атомов соединены в виде сферы. Фуллерен обладает очень интересными качествами, именно из него учёные и изготовили «алмазное стекло».

Для начала кристаллы нагрели до температуры 1000 градусов Цельсия. Как только соединения между атомами углерода ослабли и фуллерен потерял форму, полученную массу сжали при помощи пресса. В результате образовались миллиметровые гранулы с новой кристаллической структурой. В ходе проведённых исследований учёные выявили, что гранулы могут выдерживать давление 102 гигапаскаля, это больше, чем у природного алмаза. Это не так много, как у полученного ранее в Китае AM-III, но зато его можно изготавливать промышленным путём. Сфера применения «алмазного стекла» может быть очень широкой, поскольку он обладает лучшими качествами, чем обычное стекло.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!