Chinese materiaalwetenschappers die experimenteren met koolstof in zijn vele vormen, hebben een glas gemaakt dat zo hard is dat het het oppervlak van een diamant kan krassen. Volgens de South China Morning Post is het transparante materiaal ook ongelooflijk sterk en heeft het de mogelijkheid om als halfgeleider te werken, wat een aantal opwindende mogelijkheden biedt in fotovoltaïsche energie.
Het nieuwe materiaal, AM-III genaamd, heeft enkele parallellen met diamanten, zowel natuurlijke als kunstmatige, in die zin dat het voornamelijk uit koolstofatomen bestaat. Maar terwijl in diamant de atomen en moleculen in een perfecte roosterstructuur zijn gerangschikt, heeft AM-III een meer ongeorganiseerde structuur waarin de atomen en moleculen niet zijn uitgelijnd, een materiaal dat bekend staat als amorf materiaal.
Aanbeveling van de redactie:
- Wetenschappers ontdekten een tot nu toe onbekende vloeibare fase. Een nieuw soort materiaal?
- Er werd een vast materiaal met een record lage thermische geleidbaarheid gecreëerd
Soorten amorfe materialen, of niet-kristallijne vaste stoffen, omvatten kunststoffen, gels en glas, maar dit laatste wordt meestal niet geassocieerd met grote hardheid of sterkte. Wetenschappers van de Yangshan University in China probeerden deze kenmerken aan het glasachtige materiaal te geven door nauwgezet vallen en opstaan, te experimenteren met verschillende rangschikkingen van atomen en moleculen en zich te wenden tot voetbalvormige koolstofmoleculen die bekend staan als fullerenen.
De fullerenen werden onderworpen aan toenemende hitte en druk, waardoor ze braken en zich vermengden, en het team verhoogde voorzichtig de druk en temperatuur op onbekend terrein totdat het AM-III-materiaal was gevormd.
Het nieuwe materiaal toonde een hardheid van 113 GPa in de Vickers-hardheidstest. Ter vergelijking: zacht staal heeft een Vickers-hardheid van ongeveer 9 GPa en natuurlijke diamanten - van 70 tot 100 GPa. Uitgebreide mechanische tests uitgevoerd door het team toonden aan dat AM-III het hardste en sterkste amorfe materiaal is dat tot nu toe bekend is en in staat is om het oppervlak van diamant te krassen.
Bovendien bleek het materiaal halfgeleidend te zijn met een bandafstand van 1,5 tot 2,2 eV. Deze combinatie van elektronische en mechanische eigenschappen maakt AM-III aantrekkelijk voor wetenschappers die fotovoltaïsche technologieën ontwikkelen die licht omzetten in elektriciteit, zoals in zonnecellen.
Lees ook:
- Corning's nieuwe Gorilla Glass beschermt lenzen van smartphonecamera's
- De hellingshoek van de aardas bleek belangrijk te zijn voor de ontwikkeling van complex leven
… en het team verhoogde voorzichtig de hitte en temperatuur… Druk en temperatuur.
bedankt:)