Открыт сверхтвердый углеродный материал, способный расколоть алмаз

Применив экстремальное давление для сжатия углеродных нанотрубок, ученые обнаружили, что могут создать новый углеродный полимер, который, как показали симуляции, достаточно тверд, чтобы расколоть алмаз. Вызванный давлением процесс формирования нового углеродного аллотропа, именуемого Cco-C8, подобен трехмерной полимеризации имеющего форму футбольного мяча бакминстерфуллерена (C60) при высоком давлении. Если подвергнуть пучок углеродных нанотрубок дальнейшему сжатию, он деформируется еще больше и сплющится, образовав структуру Cco-C8. Ученые опубликовали результаты исследования нового сверхтвердого углерода в новом выпуске журнала Physical Review Letters.

Углеродный материал существует в различных структурах благодаря способности образовывать sp-,  sp2- и sp3-гибридизированные связи, формирующие графит, алмаз, лонсдейлит, карбен, хаотит, аморфный углерод, нанотрубки, фуллерены, графен и т.д. Эти углеродные аллотропы обладают выдающимися, непревзойденными свойствами, а также уникальным научным и технологическим значением, так что поиск новых углеродных аллотропов давно является одной из основных тем исследований в научном сообществе.

Как пояснили ученые, подвергая давлению некоторые из углеродных аллотропов, можно изменить связи и в результате получить другие формы углерода с новыми электронными и механическими свойствами. Вместо того чтобы искать новые аллотропы экспериментальным путем, исследователи применили недавно разработанную технологию под названием CALYPSO (Анализ кристаллической структуры путем оптимизации массы частиц). Этот компьютеризированный поисковый метод был создан с расчетом на прогнозирование стабильности кристаллических структур за счет анализа химического состава данного соединения при определенных внешних условиях, например, давлении. Сначала симуляции CALYPSO выдали несколько известных углеродных структур, после чего показали совершенно новый аллотроп Cco-C8 – трехмерный полимер, состоящий из тонких углеродных нанотрубок, связанных между собой посредством 4- и 6-членных углеродных колец. Симуляции показали, что с синтезированием Cco-C8 не должно возникнуть особых проблем, и что новый аллотроп очень стабилен и с энергетической точки зрения более предпочтителен, чем почти все остальные теоретические углеродные структуры.

Комментарии к новости

Написать ответ

Ваше имя

Ваш e-mail

Сообщение

Введите текст, который вы видите на картинке слева.

Регистр не важен. Нажмите, если не можете прочитать

Предварительный просмотр