Что может быть прекраснее, чем углерод? Этот элемент нам подарил не только наших любимцев графен, нанотрубки, фуллерены, но и алмазы. И вот теперь американская группа учёных рапортует о синтезе нового супералмаза – клатратного!
Свойства материала во многом определяются химическими связями, которые связывают атомы между собой. Например, для материалов на основе углерода тип химической связи определяет такие свойства, как твёрдость – в твёрдом алмазе трехмерные sp³-связи, а в мягком графите двумерные sp²-связи.
Несмотря на огромное разнообразие углеродных соединений, известно всего несколько трехмерных структур на основе углерода, включая алмаз. Трехмерная структура делает эти материалы особо привлекательными для многих практических применений благодаря таким свойствам, как прочность, твёрдость и теплопроводность.
Вот группа исследователей и решила создать новый класс трёхмерных углеродных структур. Но не простых, а клатратных. Клатраты, по сути, это такие клетки, внутри которых не бедные хомячки или попугайчики, а другие типы атомов или молекул. Наличие таких «запертых» внутри структуры атомов придаёт материалам новые свойства.
Внутрь трёхмерной углеродной структуры исследователи смогли поместить атом стронция. А для повышения её стабильности добавили атомы бора. Получилась «супералмазная» клетка из углерода и бора внутри которой был пойман стронций. На картинке атомы углерода чёрные, бора фиолетовые, а стронций зелёный.
Для синтеза такой структуры необходимо высокое давление (570 000 атмосфер) и высокая температура (2500 K). В зависимости от захваченных атомов свойства клатрата могут меняться – например, от полупроводника до сверхпроводника. А учитывая большое количество возможных замен, учёные утверждают, что получили новый класс материалов на основе углерода с настраиваемыми свойствами.
Так что помни, если выросшую в клетке птичку выпустить на волю – она погибнет. Вот и супералмаз со стронцием может существовать только в инертной атмосфере, а на воздухе он разлагается. Так что лучше держать клетку запечатанной.
Инфа отсюда.
Полная статья тут.