Ett team av forskare knutna till en mängd institutioner över hela världen har syntetiserat ett AM-III-kol som är det hårdaste och starkaste amorfa materialet som skapats hittills. I deras papper publicerad i tidskriften National Science Review , gruppen beskriver processen de använde för att skapa sitt nya material och föreslår möjliga användningsområden för det.

I denna nya ansträngning, forskarna satte sig för att skapa en ny typ av glas som skulle vara exceptionellt starkt. För detta ändamål, de utsatte fullerener för mycket höga temperaturer och enorma tryck och, därvid, producerade vad de har kallat AM-III – en typ av glas med kristaller i som mäter högre på Vickers hårdhetstest än många diamanter.

När man tittar på en diamant under ett mikroskop, kolatomerna och molekylerna som utgör dess kristallina struktur är mycket snyggt uppställda - glas å andra sidan har väldigt lite ordning. Denna skillnad förklarar varför diamanter är så hårda och varför glas så lätt krossas. Tidigare forskning har visat att diamanter kan tillverkas genom att utsätta grafit för höga temperaturer och tryck – på samma sätt som de skapas av naturen. I detta nya verk, forskarna använde istället fullerener — strukturer gjorda av kol i form av ihåliga burar. De bromsade också processen, värma och pressa materialet i cirka 12 timmar, ett drag för att förhindra att materialet formas till diamant.

Det resulterande materialet, AM-III kol, är gulaktig, utan definierad struktur, och är mycket stark – den fick 113 gigapascal på Vickers hårdhetstest, högre än vissa diamanter, som i genomsnitt bara 100 gigapascal. Forskarna noterar att AM-III är ungefär tio gånger så hårt som stål och borde vara ganska bättre på att stoppa kulor än de flesta västteknologier. För att bevisa dess seghet, de använde ett prov för att skära en djup repa till en diamant. Forskarna noterar att segheten kommer från materialets smink-den har mikrostrukturer som är ordnade som kristaller, tillsammans med osorterat glas, vilket gör det till en del glas och en del kristall. Det gör också materialet till en halvledare med ett bandgap som liknar kisel. På grund av det, forskarna föreslår att deras nya material kan vara användbart i solpanelprodukter.

© 2021 Science X Network