A gyémántoknál nagyobb keménységű, laboratóriumi körülmények között szintetizált anyag - Go4IT
Habár a természetben ismert legmagasabb keménységű anyagok, a gyémántok messze vannak a fizika törvényei által megengedett erős szilárd anyagoktól, laboratóriumi körülmények között akár néhányszor keményebb anyagok is előállíthatók.
Alapvető szinten a gyémántok nem más, mint egy hatszögletű kristályszerkezetbe szerveződött szénatomok, a ceruzák gyártásában használt szokásos grafittól való fő különbség az atomok tökéletesen rendezett átfedése, amelyek hatszögletű szerkezete mindkét vízszintes tengelyen egységes marad. hanem a függőleges is.
A szénatomokat alapként felhasználva a Kaliforniai Egyetem, az Irvine és más intézmények kutatói bejelentik, hogy a laboratóriumban új atomarchitektúrát szereznek lemez-nanorácsok néven. Az eredetileg számítógépen létrehozott atomi léptékben átültetett szerkezet lényegesen sűrűbb, mint a természetes gyémántokban található hengeres hatszögletű minta.
Az anyagot két foton polimerizációnak nevezett eljárással szintetizálják, amelyet atomi léptékű 3D nyomtatók egyik változatával hajtanak végre. Atomról-atomra összerakva olyan lézerrendszer segítségével, amelynek fénysugara egy csepp fényérzékeny gyantára koncentrálódik, az anyag 639% -kal keményebb és 522% -kal merevebb, mint a gyémántkristályoké.
Pontosabban, az egyébként átlátszó gyanta megszilárdul, ha a polimer molekulákat egyszerre két foton éri el az ultraibolya spektrumban. Az anyag lézeres letapogatásával vagy három dimenzióban történő mozgatásával az alkalmazott technika lehetővé teszi a szénatomokból álló sejtek periodikus elrendezését, amelyek mindegyike 160 nanométer vastagságú lemezekből áll. Az egyik újítás, amely lehetővé tette ennek az anyagnak a megszerzését, olyan mikroszkopikus lyukak megvalósítása, amelyek lehetővé teszik a felesleges gyanta kiürítését a kész anyagból.
Az összeszerelési folyamat utolsó szakaszát pirolízissel végezzük, az anyagot vákuumban egy órán át 900 ° C-ra melegítjük. Az eredmény egy szervezett kocka alakú szénatom-hálózat, amelynek üveges megjelenése hasonló a közönséges gyémántéhoz, amely sokkal ellenállóbb, mint azt gondolták, hogy ilyen porózus anyag lehetséges.
Sajnos, mielőtt elpusztíthatatlan szintetikus gyémántokról és azok ipari felhasználásáról beszélhetnénk, meg kell találni egy módszert azok nagyobb léptékű előállítására, a jelenlegi atomenkénti összeszerelési eljárás rendkívül nehéz és költséges.