Elmas Cam Nasıl Sentezlenir

Araştırmacılar, yüksek basınçlı aparatta grafiti elmasa dönüştürme işlemine benzer şekilde fulleren C60’ı elmas cama dönüştürmek için çoklu örs presini kullanıyor. Kredi: Resim Yingwei Fei tarafından

Tüm cam malzemeler arasında ısıl iletkenliği en yüksek bilinen en sert camdır.

Carnegie’den Yingwei Fei ve Lin Wang, cihazlar ve elektronikler için çok sayıda potansiyel pratik uygulama ile yeni bir ultra sert karbon camı sentezleyen uluslararası bir araştırma ekibinin parçasıydı. Tüm cam malzemeler arasında ısıl iletkenliği en yüksek bilinen en sert camdır. Bulguları şurada yayınlandı: Doğa.

Bir malzemenin özelliklerini anlamak söz konusu olduğunda, işlev formu takip eder. Atomlarının kimyasal olarak birbirine nasıl bağlı olduğu ve sonuçta ortaya çıkan yapısal düzenleme, bir malzemenin fiziksel niteliklerini belirler – hem çıplak gözle gözlemlenebilenler hem de yalnızca bilimsel araştırmalarla ortaya çıkarılabilenler.

Karbon, tek başına ve diğer elementlerle kombinasyon halinde kararlı yapılar oluşturma yeteneğinde rakipsizdir. Bazı karbon formları, tekrar eden kristal kafeslerle oldukça organizedir. Diğerleri daha düzensiz, amorf olarak adlandırılan bir kalite.

Karbon bazlı bir malzemeyi bir arada tutan bağ türü, sertliğini belirler. Örneğin, yumuşak grafit iki boyutlu bağlara sahiptir ve sert elmas üç boyutlu bağlara sahiptir.

Fei, “Üç boyutlu bağlara sahip amorf bir karbon malzemenin sentezi uzun süredir devam eden bir hedef olmuştur” diye açıkladı. İşin püf noktası, basınç uygulamasıyla dönüştürmek için doğru başlangıç ​​malzemesini bulmaktır.

Carnegie Earth ve Planets Laboratuvarı Direktörü Richard Carlson, “On yıllardır Carnegie araştırmacıları, yeni malzemeler üretmek veya gezegenlerin derinliklerinde bulunan koşulları taklit etmek için aşırı basınçlar oluşturmak için laboratuvar tekniklerini kullanarak bu alanın ön saflarında yer aldılar,” diye ekledi.

Son derece yüksek erime noktası nedeniyle, elmas benzeri camı sentezlemek için başlangıç ​​noktası olarak elmas kullanmak imkansızdır. Ancak, Jilin Üniversitesi’nden Bingbing Liu ve eski bir Carnegie misafir araştırmacısı olan Mingguang Yao tarafından yönetilen araştırma ekibi, içi boş bir top oluşturacak şekilde düzenlenmiş 60 molekülden oluşan bir karbon formu kullanarak buluşlarını gerçekleştirdi. Gayri resmi olarak buckyball olarak adlandırılan bu Nobel Ödüllü malzeme, karbonu basınç altında kristalin elmasa çevirmeden önce düzensizliğe neden olmak için futbol topuna benzer yapısını çökertecek kadar ısıtıldı.

Ekip, elmas benzeri camı sentezlemek için büyük hacimli çok örslü bir pres kullandı. Cam karakterizasyon için yeterli büyüklüktedir. Özellikleri, atomik yapıyı araştırmak için çeşitli gelişmiş, yüksek çözünürlüklü teknikler kullanılarak doğrulandı.

Fei, “Bu kadar üstün özelliklere sahip bir camın yaratılması yeni uygulamaların kapısını açacak” dedi. “Yeni cam malzemelerin kullanımı, geçmişte zorluk yaratan büyük parçaların yapılmasına bağlı. Bu yeni ultra sert elmas camı sentezleyebildiğimiz nispeten düşük sıcaklık, seri üretimi daha pratik hale getiriyor.”

Referans: Yuchen Shang, Zhaodong Liu, Jiajun Dong, Mingguang Yao, Zhenxing Yang, Quanjun Li, Chunguang Zhai, Fangren Shen, Xuyuan Hou, Lin Wang, Nianqiang Zhang, Wei Zhang, Rong Fu , Jianfeng Ji, Xingmin Zhang, He Lin, Yingwei Fei, Bertil Sundqvist, Weihua Wang ve Bingbing Liu, 24 Kasım 2021, Doğa.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03882-9

Bu çalışma, Çin Ulusal Anahtar Ar-Ge Programı, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı ve Çin Doktora Sonrası Bilim Vakfı tarafından finansal olarak desteklenmiştir.





#Karbon #Bucky #Topları #Kullanılarak #Sentezlenen #Yeni #Ultrahard #Elmas #Cam