Китайские специалисты, проводящие активные эксперименты с углеродом во многих его проявлениях, разработали стекло, обладающее такой твердостью, что способно даже поцарапать такой особо твердый материал, как природный алмаз. Вот про это уникальное открытие и пойдет речь в сегодняшнем материале.
Серия экспериментов и новый созданный материал
О разработке специалистов из Поднебесной стало известно из сообщения, опубликованного в South China Morning Post. Так разработанный прозрачный материал помимо феноменальной прочности также обладает способностью выступать в роли полупроводника.
Эти свойства открывают перед открытым материалом захватывающие возможности в области фотоэлектрической энергии.
Так созданный материал получил название AM-III, который по своей сути довольно сильно похож как на искусственные, так и на естественные алмазы. Но в отличие от алмазов, где атомы углерода расположены в идеальной решетчатой структуре, AM-III обладает неорганизованной структурой, в оной атомы и молекулы не выровнены. Такие материалы называют аморфными.
Так к аморфным материалам относятся еще пластмассы, гели, а также такой распространенный материал как стекло, которое не отличается особой прочностью.
Специалисты из Университета Яншань решили существенно повысить прочность стекла и для этого проводили многочисленные эксперименты с расположением атомов и молекул в форме футбольного мяча, известным как фуллерены.
Так в лабораторных опытах ученые подвергали возрастающему нагреву и давлению фуллерены. В результате этого они (фуллерены) деформировались и смешивались в результате распада, а инженеры все повышали температуру и наблюдали, какой материал в итоге получается.
Так проведя огромное количество экспериментов, ученые и получили материал под названием AM-III.
Дальнейшие испытания AM-III показали, что он обладает феноменальной прочностью в 113 ГПа по Виккерсу. Так обычная мягкая сталь обладает твердостью всего 9 ГПа, а природные алмазы имеют прочность от 70 до 100 ГПа.
Полный комплекс механических тестов показал, что полученный в лаборатории AM-III оказался самым прочным аморфным материалом из всех известных на сегодняшний день, который оказался способен даже поцарапать алмаз.
Помимо этого ученые также установили, что материал является полупроводником с запрещенной зоной, находящейся в диапазоне 1,5 - 2,2 эВ. Что в принципе сопоставимо используемому аморфному кремнию.
Такое сочетание механической прочности и проводимости открывает перед материалом широкие перспективы в использовании их в фотоэлектрических технологиях, например, в солнечных панелях нового поколения.
Результатами проделанной работы ученые поделились на страницах портала National Science Review.
Понравился материал? Тогда оцените его и не забудьте подписаться на канал. Спасибо за ваше внимание!