Ученым из Китая удалось добиться создания материала, похожего на алмаз и превосходящего его по твердости, путем манипуляций на атомном уровне.
На атомном уровне стекло состоит из хаотично расположенных атомов. Именно эта особенность делает его хрупким и подверженным разрушению. Ученые из Университета Яншаня (Китай) определили способ упорядочивания атомов в стекле, чтобы создать материал, сопоставимый по твердости с алмазом — или даже превосходящий его.
Химики выявили критическое соотношение кристаллизованного и аморфного углерода, которое требуется для производства сверхпрочного стекла. О своем открытии опубликовали статью в журнале National Science Rewiew.
Ученые проводили эксперименты с углеродными сферами, сжимая их под давлением приблизительно 25 гигапаскалей и затем нагревая до температур от 1000 до 1200 градусов Цельсия. Образовавшиеся вещества получили обозначения AM-I, II и III. Для изучения структуры расположения атомов были проведены различные тесты. Результаты показали, что все эти вещества демонстрируют полупроводниковые свойства, сопоставимые с характеристиками аморфного кремния.
Алмаз считается одним из самых прочных материалов в природе. Для нанесения царапин на поверхность алмаза требуется давление другого алмаза в диапазоне от 60 до 100 гигапаскалей, причем это значение варьируется в зависимости от того, был ли камень создан в лабораторных условиях или является природным.
Китайские химики получили стекловидный материал AM-III, твердость которого составляет от 110 до 116 гигапаскалей. Этот показатель делает его самым твердым аморфным телом на сегодня. При скольжении им по поверхности природного алмаза остается четкая борозда.