Учёные из Америки и Китая создали новый вид углерода с комбинированной структурой связей.
Современное материаловедение уделяет большое внимание разработке прочных и легких материалов, например для защиты военных конструкций (бронежилетов, обшивки). Сейчас для этой цели применяются металлы и высокотехнологичная керамика, предел текучести которых достигает двух гигапаскаль, а предел прочности — девяти. Однако эти материалы громоздки. В качестве альтернативы рассматриваются производные углерода: благодаря разнообразию модификаций это соединение позволяет совмещать такие параметры, как эластичность, твердость и масса.
Разные формы углерода определяются гибридизацией орбиталей (s, p, d, f) центрального атома в молекуле: смешение этих орбиталей обуславливает расположение и особенности ковалентных связей, что, в свою очередь, влияет на свойства материала. 2Гибридизация относится к гибким углеродным нанотрубкам и графиту, а также к sp-гибридизированным атомам. 3Гибридизация — твердый алмаз и лонсдейлит. Специалисты из Яньшаньского университета и других учреждений представили результат комбинирования состояний гибридизации. Для этого использовали стеклоуглерод — твердый материал из sp… 2Гибридные орбитали образуют неправильные шестиугольники.
Для преобразования кристаллической решетки образцы стеклоуглерода нагревались до 1100 градусов Цельсия и подвергались давлению до 25 гигапаскалей (примерно 247 тысяч атмосфер). Анализ показал, что при определенных условиях материал приобретал графеноподобную форму с sp-орбиталями. 3Гибридизация. Количество этих атомов составляло 22±5 и увеличивалось при повышении температуры. На малых масштабах просвечивающая электронная микроскопия выявляла в конечном строении sp 3Области гибридизации соединяли листы графена.
Авторы утверждают, что полученный материал обладает высокой эластичностью, твердостью на вдавливание и прочностью на сжатие. После локальных деформаций структура восстанавливается. Благодаря малой массе и толщине сферы его применения значительно расширяются. Тем не менее ранее другая группа исследователей… представилаТехнология управления смачиваемостью графеноподобных структур представляет собой актуальную область исследования. Понимание и управление смачиваемостью имеют важное значение для различных отраслей, таких как промышленность и медицина. Одним из наиболее сложных аспектов является достижение «переключения» показателя смачиваемости в одном материале.
Статья опубликована в журнале Science Advances.
Ученые, помимо разработки модификаций углерода, занимаются и другими направлениями. Так, в 2017 году химики… открылиНовый, седьмой уровень окисления плутония, впервые. коснулисьАтомы водорода изучаются с помощью измененного атомно-силового микроскопа.