Материал с по-висока твърдост от диамантите, синтезиран в лабораторни условия - Go4IT
Въпреки че те са материалите с най-висока твърдост, познати в природата, диамантите са далеч от силните твърди частици, позволени от законите на физиката, материали дори няколко пъти по-твърди могат да бъдат произведени в лабораторни условия.
На основното ниво диамантите не са нищо друго освен въглеродни атоми, организирани в хексагонална кристална структура, като основната разлика от обикновения графит, използван при производството на моливи, е идеално подреденото припокриване на атоми, чиято шестоъгълна структура остава единна и по хоризонталната ос. но и вертикалната.
Използвайки въглеродни атоми като основа, изследователи от Калифорнийския университет, Ървайн и други институции обявяват придобиването на нова атомна архитектура в лабораторията, наречена плочи-нанорешетки. Първоначално създадена на компютър, структурата, транспонирана в атомен мащаб, е значително по-плътна от цилиндричния шестоъгълен модел, открит в естествените диаманти.
Материалът се синтезира с помощта на процес, наречен двуфотонна полимеризация, реализиран с помощта на версия на атомни 3D принтери. Сглобен атом по атом, използващ система от лазери, чиито лъчи са фокусирани в капка фоточувствителна смола, материалът е 639% по-твърд и 522% по-твърд от диамантените кристали.
По-конкретно, иначе прозрачната смола се втвърдява, когато полимерните молекули се удрят едновременно от два фотона в ултравиолетовия спектър. Чрез сканиране на лазера или преместване на материала в три измерения, използваната техника позволява периодично подреждане на клетки, направени от въглеродни атоми, всяка от които се състои от сглобки от пластини с дебелина 160 нанометра. Едно от нововъведенията, които направиха възможно получаването на този материал, е реализирането на микроскопични отвори, които позволяват евакуация на излишната смола от готовия материал.
Последният етап от процеса на сглобяване се извършва чрез пиролиза, като материалът се нагрява до 900 ° C във вакуум за един час. Резултатът е организирана кубообразна мрежа от въглеродни атоми, със стъклен вид, подобен на този на обикновения диамант, който е много по-устойчив, отколкото се смята, че е възможно такъв порест материал.
За съжаление, преди да можем да говорим за неразрушими синтетични диаманти и техните приложения в индустриалната сфера, трябва да се намери метод за тяхното получаване в по-голям мащаб, като настоящият процес на сглобяване атом по атом е изключително труден и скъп.