Матеріал з більш високою твердістю, ніж алмази, синтезований в лабораторних умовах - Go4IT
Хоча вони є матеріалами з найвищою твердістю, відомими в природі, алмази далекі від міцних твердих речовин, дозволених законами фізики, матеріали, які навіть у кілька разів твердіші, можуть бути виготовлені в лабораторних умовах.
На основному рівні алмази - це не що інше, як атоми вуглецю, організовані в гексагональну кристалічну структуру, головною відмінністю від звичайного графіту, який використовується у виробництві олівців, є ідеально впорядковане перекриття атомів, гексагональна структура яких залишається єдиною на обох горизонтальних осях. але і вертикальний.
Використовуючи атоми вуглецю як основу, дослідники з Каліфорнійського університету, Ірвін та інших установ оголошують про придбання нової атомної архітектури в лабораторії, яка називається пластинчастими нанорешітками. Спочатку створена на комп’ютері, транспонована в атомному масштабі структура значно щільніша, ніж циліндричний гексагональний візерунок, знайдений у природних алмазах.
Матеріал синтезується за допомогою процесу, що називається двофотонною полімеризацією, реалізованого за допомогою атомно-масштабної версії 3D-принтерів. Зібраний атом за атомом за допомогою системи лазерів, пучки яких сфокусовані в краплі світлочутливої смоли, матеріал на 639% твердіший і на 522% жорсткіший, ніж кристали алмазу.
Зокрема, прозора в іншому випадку смола застигає, коли молекули полімеру одночасно вражаються двома фотонами в ультрафіолетовому спектрі. Скануючи лазер або переміщуючи матеріал у трьох вимірах, застосовувана техніка дозволяє періодично розміщувати клітини, виготовлені з атомів вуглецю, кожна з яких складається з пластин товщиною 160 нанометрів. Одне з нововведень, що уможливило отримання цього матеріалу, - це реалізація мікроскопічних отворів, що дозволяють евакуювати надлишки смоли з готового матеріалу.
Заключний етап процесу складання проводиться піролізом, нагріваючи матеріал до 900 ° C у вакуумі протягом однієї години. Результатом цього є організована кубоподібна мережа атомів вуглецю, що має склоподібний вигляд, подібний до звичайного алмазу, який набагато стійкіший, ніж вважалося можливим такий пористий матеріал.
На жаль, перед тим, як ми можемо говорити про незнищенні синтетичні алмази та їх застосування в промисловій галузі, слід знайти спосіб зробити їх більш масштабними, оскільки поточний атомно-атомний процес складання надзвичайно складний і дорогий.