Китайские учёные создали стекло, превосходящее алмаз по твёрдости

Китайские учёные представили новую форму стекла, достаточно прочную, чтобы поцарапать поверхность алмаза. Но самое удивительное, что новый материал сохранил полупроводниковые свойства аморфного стекла. Это открывает путь к предельно прочным фотоэлектрическим панелям и к электронике, выдерживающей экстремальные температуры и давление.

Прочность алмаза, как известно, обусловлена его идеальной кристаллической структурой. Стекло не имеет упорядоченной структуры и особенной прочностью похвастаться не может. Китайские исследователи смогли подобрать такие режимы нагрева и давления, которые придали стеклу необычайную прочность с сохранением свойств полупроводника.

В основе нового высокопрочного стекла лежат фуллерены — это что-то типа графена, свёрнутого в подобие футбольного мяча. Сами по себе фуллерены не обладают рекордной твёрдостью, но спечённые вместе они оказались прочнее алмаза. В процессе обычного нагрева до высоких температур под давлением фуллерены расплавляются, и на выходе получается обычный искусственный алмаз — диэлектрик, а вовсе не полупроводник.

Учёные растянули процесс нагрева и охлаждения образцов на 12 часов каждый, а температурные режимы годами подбирали шаг за шагом, чтобы сохранить фуллерены в материале целыми. При нагреве до 1200 °C под давлением 25 ГПа фуллерены удалось сохранить в материале целыми. Новый материал получил название AM-III. Под микроскопом такой материал выглядит как кристаллическая структура, но при дальнейшем увеличении представляется неупорядоченным скоплением фуллеренов. Подобное сочетание сделало его прочнее алмаза.

При измерении твёрдости методом Виккерса материал AM-III показал твёрдость 113 ГПа. Для сравнения, алмазы природного происхождения имеют твёрдость от 70 до 100 ГПа, а сталь всего 9 ГПа. Статья об исследовании была опубликована в издании National Science Review. Эта работа появилась благодаря консультациям с профильными специалистами из Швеции, США, Германии и России.

Также было обнаружено, что материал AM-III является полупроводником с диапазоном запрещенной зоны от 1,5 до 2,2 эВ, что аналогично обычному аморфному кремнию. Такое сочетание электронных и механических свойств делает AM-III привлекательным решением для фотоэлектрических датчиков и солнечных батарей. Наконец, микросхемы из такого материала будут выдерживать чудовищные рабочие температуры и давления, что пригодится для космоса и авиации.3dnews

Господа, что скажете, это прорыв?

AS-LAND
Скорее книга Гиннесса ))

AS-LAND писал(а):

Господа, что скажете, это прорыв?

Набор букОв.

AS-LAND писал(а):

Господа, что скажете, это прорыв?

В каких количествах и за какой период времени они его получают? Если материал нельзя отлить как металл или стекло и для этого нужны длительные периоды времени и огромные давления - себестоимость такого кристалла никогда не окупится в промышленном масштабе

AS-LAND писал(а):

Господа, что скажете, это прорыв?

Нет не прорыв, об этом знали еще лет 30 назад. Фуллерит всего лишь новая форма углерода. Они экспериментировали и наконец что то создали нормальное. Сомневаюсь, что в промышленных масштабах это как то пригодится, но вот в космосе, где нужна надёжность вполне сойдёт.

delfad писал(а):

форма углерода

точнее аллотропная модификация

недавно мясо исскуственное тоже было дорогим... теперь выгоднее его добывать чем растить настоящее мясо.

Каким образом это все имеет отношение непосредственно к стеклу?. Стекло изготавливают из кварцевого песка т.е. из оксида кремния (SiO2). А тут описываются различные состояния углерода.
Фуллере́н — молекулярное соединение, представляющее собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из трёхкоординированных атомов углерода.
Видимо правильное название этой статьи будет - "Китайские учёные создали алмаз (искуственный), превосходящий алмаз по твёрдости".
Но интриги в таком названии нет и читать было бы не интересно.)))

kykymber13 писал(а):

Каким образом это все имеет отношение непосредственно к стеклу?. Стекло изготавливают из кварцевого песка т.е. из оксида кремния (SiO2). А тут описываются различные состояния углерода...

Судя по статье в википедии, толком не ясно, что такое "стекло". В целом, это нечто прозрачное, а вот детали... Почему сабж не стоит называть "стеклом", напишите вы, мне любопытно пояснение.
Например:

Цитата:

Основным поводом к созданию синтетического заменителя — органического стекла, стало отсутствие в пору его разработки (1930-е годы) материалов, пригодных для использования в авиации. Стеклом этот полимер — соответственно, принадлежащий к классу органических веществ, именуется только по внешнему сходству: прозрачное, иногда цветное вещество.

Стекло визуально, но не совсем уж и стекло. Ничего не понятно

kykymber13 писал(а):

Каким образом это все имеет отношение непосредственно к стеклу?

Цитата:

Под микроскопом такой материал выглядит как кристаллическая структура, но при дальнейшем увеличении представляется неупорядоченным скоплением фуллеренов. Подобное сочетание сделало его прочнее алмаза.

видимо он получается аморфный как стекло эта лепёшка фуллеренов спёкшихся)

Добавлено спустя 10 минут 42 секунды:

Цитата:

БЛИЖНИЙ И ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК. Регулярное по расстояниям, ори ентации и окружению расположение частиц вещества (атомов, ионов, моле кул) в пространстве. Регулярность положения частиц в межатомных масшта бах (1-10 Ǻ) называют ближним порядком, а регулярность на неограниченно больших расстояниях – дальним порядком.

Добавлено спустя 1 минуту:

Цитата:

Основные задачи кристаллохимии: систематика кристаллических структур и описание наблюдающихся в них типов химической связи; интерпретация кристаллических структур (выяснение причин, определяющих строение того или иного кристаллического вещества) и их предсказание; изучение связи физических и химических свойств кристаллов с их структурой и характером химической связи.

Для дисплеев телефонов подойдёт? Для очков, зеркал, бутылок?

СуперДруг писал(а):

недавно мясо исскуственное тоже было дорогим... теперь выгоднее его добывать чем растить настоящее мясо.

а пруфы есть ? Я читал, что все равно искусственное мясо сильно дороже природного.

водку разливать в бутылки из такого стекла. упадет - не страшно

Хорошо что это не британские учёные.
Кстати, у фуллеренов есть медицинское значение.