Структурное сравнение: кристаллический алмаз (слева) и паракристаллический алмаз (справа). Справа единицы атомов углерода, расположенные в форме куба, отмечены бирюзой, единицы атомов углерода, расположенные в форме шестиугольника, отмечены желтым цветом. Красным отмечены неправильные структуры. Предоставлено: Ху Тан.
Группа исследователей из Китая, Германии и США разработала способ создания менее хрупкого алмаза. В своей статье, опубликованной в журнале Природа, группа описывает свой подход к созданию паракристаллического алмаза и возможные варианты его использования.
Предыдущие исследования показали, что алмаз – самый твердый из известных материалов, но он также хрупок, несмотря на свою твердость, бриллианты можно легко разрезать или даже разбить. Это из-за их упорядоченной атомной структуры. Ученые годами пытались синтезировать алмазы, которые сохраняли бы свою твердость, но были бы менее хрупкими. Теперь команда приблизилась к достижению этой цели.
В настоящее время способ создания алмазов состоит в том, чтобы поместить материал на основе углерода в устройство, подобное тискам, где он нагревается до очень высоких температур и при этом очень сильно сжимается. В этом новом усилии исследователи использовали тот же подход для создания менее упорядоченного типа алмаза, но добавили новый поворот – материал на основе углерода представлял собой партию фуллеренов, также известных как бакиболлы (атомы углерода расположены в полой сферической форме). Они нагревали материал до температуры от 900 до 1300 ° C при давлении от 27 до 30 гигапаскалей. Примечательно, что оказываемое давление было намного ниже, чем при производстве промышленных алмазов. Во время обработки сферы были вынуждены схлопнуться, и они превратились в прозрачные паракристаллические алмазы, которые можно было извлечь при комнатной температуре.
<div data-thumb="https://scx1.b-cdn.net/csz/news/tmb/2021/creating-a-less-fragil.jpg" data-src="https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/2021/creating-a-less-fragil.jpg" data-sub-html="Fig. 1: Synthesizing fully зр3образцы связанного углерода при 30 ГПа и 1200–1600 К в течение 10 мин. Кредит: DOI: 10.1038 / s41586-021-04122-w “>
Создав менее упорядоченные бриллианты, исследователи посмотрели на них под электронный микроскоп чтобы узнать больше об их структуре. Они также подвергли образцы дифракции рентгеновских лучей и атомному моделированию. При этом они обнаружили, что их бриллианты сделаны из неупорядоченных зр3-гибридизированный углерод, как они и ожидали. Цель создания менее хрупкого алмаза была достигнута. В отличие от результатов другой недавней попытки синтезировать менее хрупкий алмаз, полученный алмаз не является полностью аморфным (что сделало бы его разновидностью стекла), это разновидность паракристалла аморфного алмаза. Это означает, что он имеет средний порядок – его атомы заказаны короткие расстояния но не надолго. Таким образом, не существует плоскости атомов, а это означает, что алмазы нельзя огранять, как природные алмазы.
Ху Тан и др., Синтез паракристаллического алмаза, Природа (2021 г.). DOI: 10.1038 / s41586-021-04122-w
© 2021 Сеть Science X
Цитата: Создание менее хрупкого алмаза с использованием фуллеренов (2021, 28 ноября), полученное 28 ноября 2021 года с https://phys.org/news/2021-11-fragile-diamond-fullerenes.html.
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, воспроизведение какой-либо части без письменного разрешения запрещено. Контент предоставляется только в информационных целях.