Ilustracija (Foto: Unsplash)
Kineski naučnici koji eksperimentišu sa ugljenikom u mnogim njegovim oblicima dočarali su oblik stakla toliko čvrst da može ogrebati površinu dijamanta. Kako je izvestio South China Morning Post, providni materijal je takođe neverovatno jak i ima sposobnost da deluje kao poluprovodnik, otvarajući neke uzbudljive mogućnosti u oblasti fotonapona.
Novi materijal, nazvan AM-III, ima neke paralele sa dijamantima, i prirodnim i veštačkim, jer se sastoji uglavnom od atoma ugljenika. Ali gde dijamanti imaju raspored atoma i molekula u savršenoj rešetkastoj strukturi, AM-III ima više neorganizovanu strukturu u kojoj se atomi i molekuli ne podudaraju,to je vrsta materijala poznata kao amorfna.
Vrste amorfnih materijala ili nekristalnih čvrstih materija uključuju plastiku, gelove i, najpoznatije, staklo, ali poslednje nije nešto što obično povezujete sa velikom tvrdoćom ili čvrstoćom. Naučnici sa Univerziteta Ianshan u Kini pokušali su da te karakteristike dovedu do staklastog materijala mukotrpnim pokušajima i greškama, eksperimentišući sa različitim rasporedom atoma i molekula i okrećući se molekulima ugljenika u obliku fudbalske loptice poznatim kao fulereni.
Naučnici proučavaju fulerene kako bi razvili zapaljive nanočestice, napredne solarne ćelije i unapredili znanje o svemiru, a autori nove studije su otkrili da se oni mogu koristiti i kao polazna osnova za formiranje otpornih amorfnih materijala. Fulereni su bili podvrgnuti sve većoj toploti i pritisku, zbog čega su se drobili i mešali zajedno, a tim je pažljivo povećavao toplotu i temperaturu na nepoznatu teritoriju sve dok se nije formirao AM-III.
Dokazano je da je novi materijal tvrdoće 113GPa na Vickers testu tvrdoće. Na primer, meki čelik ima Vickers tvrdoću od oko 9GPa, dok prirodni dijamanti imaju stopu od oko 70 do 100GPa. Sveobuhvatno mehaničko ispitivanje tima pokazalo se da je AM-III najtvrđi i najjači amorfni materijal do sada poznat i sposoban da ogrebe površinu dijamanta.
Prikaz ogrebotine na površini prirodnog dijamnata, stvorene materijalom AM-III (Foto: NSR)
Dalje, otkriveno je da je materijal poluprovodan, sa rasponom pojasa od 1,5 do 2,2eV, slično uobičajenom amorfnom silicijumu. Ova mešavina elektronskih i mehaničkih svojstava čini AM-III privlačnim predlogom za naučnike koji razvijaju fotonaponske tehnologije koje pretvaraju svetlost u električnu energiju, poput onih koje se vide u solarnim ćelijama.
Istraživanje je objavljeno u časopisu National Science Review.
