Elmas Kadar Güçlü Ultra Sert Cam Tasarlandı

Elmas kadar güçlü ultra sert cam geliştirien bilim insanları, farklı uygulama noktalarına dikkat çekiyor. 

Bilim adamları tarafından sentezlenen yeni karbon cam formu, elmas benzeri düzende rastgele yönlendirilmiş birçok kümeden oluşuyor ve bilinen herhangi bir amorf malzemede gözlemlenen en yüksek sertliğe (101,9 GPa), elastik modüle ve termal iletkenliğe sahip.

Amorf katılar, uzun menzilli düzenden yoksundur, birçok mükemmel mekanik özellik sergiler ve uygulamalar için genellikle şekillendirilmesi kolaydır. Bu tür malzemeler arasında üretilen ve birçok alanda kullanılan doğal amorf katılar, yapay camlar (oksitler ve metalik camlar), plastikler, amorf yarı iletkenler vb. sayılabilir.

Diğer birçok amorf malzeme kullanım için test edilmişti, ancak zorlu sentez koşulları nedeniyle gerçekleştirilmemiş veya keşfedilmedi.

Amorf karbon, ayarlanabilir özellikleri ve uygulamalardaki önemi nedeniyle yoğun araştırma ilgisini çekiyor.

Carnegie Bilim Enstitüsü'nde Dünya ve Gezegenler Laboratuvarı'nda araştırmacı olan ortak yazar Dr. Yingwei Fei, “Amorf bir karbon malzemesinin 3 boyutlu bağlarla sentezi uzun süredir devam eden bir hedef olmuştur” dedi.

Elmas kadar güçlü ultra sert cam nedir?

Araştırmacılar, yüksek basınçlı aparat ile grafiti elmasa dönüştürme işlemine benzer şekilde fulleren C60'ı elmas cama dönüştürmek için çoklu örs presini kullanıyor.

İşin püf noktası, basınç uygulamasıyla dönüştürmek için doğru başlangıç ​​malzemesini bulmak.

4.500 Kelvinin üzerindeki çok yüksek erime noktası nedeniyle, elmas benzeri camı sentezlemek için başlangıç ​​noktası olarak elmas kullanmak imkansızdı. Bununla birlikte yazarlar, içi boş bir top oluşturacak şekilde düzenlenmiş 60 molekülden oluşan bir karbon formu olan fulleren kullanarak buluşlarını gerçekleştirdi.

Gayri resmi olarak buckyball olarak adlandırılan bu Nobel Ödüllü malzeme, karbonu basınç altında kristalin elmasa çevirmeden önce düzensizliğe neden olmak için futbol topuna benzer yapısını çökertecek kadar ısıtıldı.

Araştırmacılar, karakterizasyon için yeterince büyük olan elmas benzeri camı sentezlemek için büyük hacimli çok örslü bir pres kullandılar.

Özellikleri, atomik yapıyı araştırmak için çeşitli gelişmiş, yüksek çözünürlüklü teknikler kullanılarak doğrulandı.

Dr. Fei, “Bu kadar üstün özelliklere sahip bir camın yaratılması yeni uygulamaların kapısını aralayacaktır. Bu yeni ultra sert elmas camı sentezleyebildiğimiz nispeten düşük sıcaklık, seri üretimi daha pratik hale getiriyor." dedi.