Een team van onderzoekers verbonden aan tal van instellingen over de hele wereld heeft een AM-III-koolstof gesynthetiseerd, het hardste en sterkste amorfe materiaal dat tot nu toe is gemaakt. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nationale wetenschappelijke recensie , de groep beschrijft het proces dat ze hebben gebruikt om hun nieuwe materiaal te maken en stelt mogelijke toepassingen voor.

In deze nieuwe poging de onderzoekers wilden een nieuw soort glas maken dat uitzonderlijk sterk zou zijn. Daartoe, ze onderwierpen fullerenen aan zeer hoge temperaturen en enorme drukken en, door dit te doen, produceerden wat ze AM-III hebben genoemd - een type glas met kristallen erin dat hoger scoort op de Vickers-hardheidstest dan veel diamanten.

Als je een diamant onder een microscoop bekijkt, de koolstofatomen en moleculen waaruit de kristallijne structuur bestaat, zijn heel netjes uitgelijnd - glas daarentegen heeft heel weinig orde. Dit verschil verklaart waarom diamanten zo hard zijn en waarom glas zo gemakkelijk verbrijzeld wordt. Voorafgaand onderzoek heeft aangetoond dat diamanten kunnen worden gemaakt door grafiet bloot te stellen aan hoge temperaturen en hoge druk - vergelijkbaar met de manier waarop ze door de natuur worden gemaakt. In dit nieuwe werk de onderzoekers gebruikten in plaats daarvan fullerenen-structuren gemaakt van koolstof in de vorm van holle kooien. Ze vertraagden ook het proces, verhitten en uitknijpen van hun materiaal gedurende ongeveer 12 uur, een beweging om te voorkomen dat het materiaal zich tot diamant vormt.

Het resulterende materiaal, AM-III koolstof, is geelachtig, zonder duidelijke structuur, en is erg sterk - het scoorde 113 gigapascal op de Vickers-hardheidstest, hoger dan sommige diamanten, die gemiddeld slechts 100 gigapascal. De onderzoekers merken op dat AM-III ongeveer tien keer zo hard is als staal en een stuk beter zou moeten zijn in het stoppen van kogels dan de meeste vesttechnologie. Om zijn taaiheid te bewijzen, ze gebruikten één monster om een ​​diepe kras in een diamant te snijden. De onderzoekers merken op dat de taaiheid voortkomt uit de samenstelling van het materiaal - het heeft microstructuren die ordelijk zijn als kristallen, samen met ongeordend glas, waardoor het deels glas en deels kristal is. Het maakt het materiaal ook tot een halfgeleider met een bandbreedte die vergelijkbaar is met die van silicium. Daarom, de onderzoekers suggereren dat hun nieuwe materiaal nuttig zou kunnen zijn in zonnepaneelproducten.

© 2021 Science X Network