Вчені створили найміцніший у світі матеріал, що не має аналогів

Автори свіжого дослідження, опублікованого в журналі Advanced Materials, повідомили про те, що вони створили надтвердий матеріал, який може бути конкурентом алмазу. Про це пише Phys.

Дослідники намагалися розкрити потенціал нітридів вуглецю протягом останніх 30 років, однак численні спроби синтезу не привели до бажаних результатів. Тепер же міжнародна група науковців нарешті здійснила прорив.

Вчені з’ясували, що якщо піддавати сполуки азоту і вуглецю дуже високій температурі й тиску, отримані матеріали, нітриди вуглецю, стають значно міцнішими, ніж кубічний нітрид бору — дана речовина є найтвердішим матеріалом на Землі після алмазу.

Вчені нагрівали сполуки азоту і вуглецю до температури 1500 градусів Цельсія, при цьому вони піддавалися тиску від 70 до 135 гігапаскалів. Це приблизно в 1 млн разів більше, ніж рівень атмосферного тиску на Землі. За допомогою різних прискорювачів частинок хімічні сполуки просіювали рентгенівськими променями, щоби з’ясувати розташування атомів у них за екстремальних температур і тиску.

У результаті вчені з’ясували, що три сполуки нітриду вуглецю мають необхідні будівельні блоки для того, щоб отримати надтвердий матеріал. Цікаво, що всі три хімічні сполуки змогли зберегти властивості, такі ж, як і в алмазів, навіть коли вони вже не піддавалися сильному нагріванню і величезному тиску.

Подальші спостереження показали, що нові матеріали мають також й інші важливі властивості, як-от фотолюмінесценція та висока щільність енергії. Завдяки цьому в матеріалах може зберігатися значна кількість енергії у невеликій кількості маси.

За словами вчених, такі майже не руйнівні нітриди вуглецю можуть стати досконалими конструкційними матеріалами, які можуть конкурувати за своєю твердістю з алмазами.

Таким чином можна створити на їхній основі надміцні матеріали, які можна використовувати у різних промислових цілях. Наприклад, це можуть бути захисні покриття навіть для космічних кораблів.

Автори дослідження наголосили, що спочатку не могли повірити в те, що їм вдалося створити матеріали, про які вчені мріяли понад 30 років.