Get Adobe Flash player

Nowa forma węgla - amorficzny diament

Badacze z Uniwersytetu Stanforda stworzyli nową formę pierwiastkowego węgla: twardą jak diament, mimo że pozbawioną krystalicznej struktury. Materiał zachowuje swoje właściwości tylko wtedy, gdy jest poddawany wielkiemu ciśnieniu, jednak w przyszłości może znaleźć zastosowanie także poza laboratorium.

  

Nowy materiał powstał w tzw. komorze diamentowej, czyli urządzeniu, w którym próbka materiału uwięziona pomiędzy dwoma diamentowymi kowadłami może być poddawana olbrzymiemu ciśnieniu, sięgającemu milionów atmosfer. W tym przypadku miażdżone były drobne kuleczki tzw. węgla szklistego: czystego chemicznie węgla o nieregularnej skomplikowanej strukturze, o twardości kwarcu i szklistym połysku. Gdy ciśnienie wewnątrz komory przekroczyło 40 gigapaskali (ok. 400 tys. atmosfer), węgiel szklisty zmienił się w nowy materiał, nazwany roboczo diamentem amorficznym.

Prześwietlenie promieniami Roentgena wykazało, że uzyskany produkt istotnie jest czymś innym niż węgiel szklisty: kompletnie zmieniła się jego struktura wiązań międzyatomowych. W rezultacie powstał materiał o twardości diamentu, zdolny wytrzymać olbrzymie różnice ciśnień. Kulka bez szwanku zniosła ciśnienie 60 gigapaskali wokół równika, gdy jednocześnie nacisk na bieguny sięgnął 130 gigapaskali.

– Diament amorficzny przetrwał różnice w ciśnieniu sięgające 70 gigapaskali, czyli 700 tys. atmosfer. Jak dotąd żaden materiał, poza diamentem, nie był w stanie znieść takich obciążeń – komentuje szefowa projektu prof. Wendy Mao.


Nowo odkryty materiał traci jednak swoje właściwości poza komorą diamentową. Uwolniony spod wpływu wielkiego ciśnienia, z powrotem zamienia się w zwykły kawałek węgla szklistego. Naukowcy twierdzą, że aby diament amorficzny znalazł szersze zastosowanie, należy albo znaleźć metodę wytwarzania go w niższych ciśnieniach, albo sposób na utrwalenie jego właściwości po wyjęciu z komory diamentowej.

Na razie jego potencjalne zastosowania są ograniczone do laboratoryjnych badań nad ekstremalnymi ciśnieniami. W przyszłości może być także wykorzystywany jako samoczynnie utwardzająca się uszczelka w urządzeniach operujących wielkim ciśnieniem.


Maciej Bójko/EurekNews.pl 2011 10 20 a

CZYTAJ TAKŻE