Een team met verschillende Carnegie-wetenschappers heeft een vorm van ultrasterke, lichtgewicht carbon dat ook nog eens elastisch en elektrisch geleidend is. Een materiaal met zo'n unieke combinatie van eigenschappen zou een breed scala aan toepassingen kunnen dienen, van ruimtevaarttechniek tot militaire bepantsering.

Koolstof is een element van schijnbaar oneindige mogelijkheden. Dit komt omdat de configuratie van zijn elektronen talrijke zelfbindende combinaties mogelijk maakt die aanleiding geven tot een reeks materialen met verschillende eigenschappen. Bijvoorbeeld, transparant, superharde diamanten, en ondoorzichtig grafiet, die wordt gebruikt voor zowel potloden als industrieel smeermiddel, bestaan ​​uitsluitend uit koolstof.

In deze internationale samenwerking tussen Yanshan University en Carnegie, waaronder Carnegie's Zhisheng Zhao, Timoteüs Strobel, Yoshio Kono, Jinfu Shu, Ho-kwang "Dave" Mao, Yingwei Fei, en Guoyin Shen-wetenschappers hebben een structureel ongeordende vorm van koolstof, glasachtige koolstof genaamd, onder druk gezet en verwarmd. Het glasachtige koolstofuitgangsmateriaal werd op ongeveer 250 gebracht, 000 keer de normale atmosferische druk en verwarmd tot ongeveer 1, 800 graden Fahrenheit om de nieuwe sterke en elastische koolstof te creëren. Hun bevindingen zijn gepubliceerd door wetenschappelijke vooruitgang .

Wetenschappers hadden eerder geprobeerd om glasachtige koolstof te onderwerpen aan hoge drukken bij zowel kamertemperatuur (aangeduid als koude compressie) en extreem hoge temperaturen. Maar het zogenaamde koud gesynthetiseerde materiaal kon zijn structuur niet behouden wanneer het werd teruggebracht tot omgevingsdruk, en onder de extreem hete omstandigheden, nanokristallijne diamanten werden gevormd.

De nieuw gecreëerde koolstof bestaat uit zowel grafietachtige als diamantachtige bindingsmotieven, waardoor de unieke combinatie van eigenschappen ontstaat. Onder de hogedruksynthesecondities, ongeordende lagen in de glazige koolstofgesp, samenvoegen, en op verschillende manieren verbinden. Dit proces creëert een algemene structuur die een ruimtelijke ordening op lange afstand mist, maar heeft een ruimtelijke organisatie op korte afstand op nanometerschaal.

"Lichte materialen met een hoge sterkte en robuuste elasticiteit zoals deze zijn zeer wenselijk voor toepassingen waar gewichtsbesparing van het grootste belang is, zelfs meer dan materiaalkosten, " legde Zhisheng Zhao, een voormalige Carnegie-collega, uit, die nu professor aan de Yanshan University is. "Bovendien, we geloven dat deze synthesemethode kan worden aangescherpt om andere buitengewone vormen van koolstof en totaal verschillende klassen materialen te creëren."