Китайские химики узнали, как на атомном уровне сделать стекло подобным алмазу и даже тверже.
На атомном уровне стекло представляет собой беспорядочную смесь атомов. Из-за этого его так легко сломать или разбить. Химики из Университета Яншаня (Китай) выяснили, как расположить атомы в стекле, чтобы полученный материал мог быть таким же твердым, как алмаз — или тверже.
Они обнаружили критическую пропорцию кристаллизованного и аморфного углерода, необходимую для создания сверхпрочного стекла. О своем открытии химики опубликовали статью в журнале National Science Rewiew.
Исследователи экспериментировали со сферами, состоящими из углерода, сдавливая их под давлением около 25 гигапаскалей, а затем подвергали то, что получилось, температуре от 1000 до 1200 градусов Цельсия. Получившиеся вещества назвали AM-I, II и III. Их также подвергали целому ряду тестов, составив карту расположения атомов. Было показано, что все они работают как полупроводники на уровне, сопоставимом с аморфным кремнием.
Алмаз известен как один из самых прочных материалов в природе. Чтобы поцарапать его, необходимо давление другого алмаза от 60 до 100 гигапаскалей, в зависимости от того, сделан он в лаборатории или относится к натуральным камням.
Твердость полученного китайскими химиками стекловидного материала AM-III измеряется в диапазоне от 110 до 116 гигапаскалей, что делает его самым твердым аморфным телом на сегодня. При скольжении им по поверхности природного алмаза остается четкая борозда.