Sciencemag.cz
Doporučujeme
Ze směsi uhlíku a dusíku po vystavení extrémní teplotě a tlaku vnikají materiály (nitridy uhlíku) tvrdší než kubický nitrid boru, druhý dnes známý/využívaný nejtvrdší materiál po diamantu. Podle autorů výzkumu tento objev otevírá dveře k využití multifunkčních materiálů pro průmyslové účely, včetně ochranných povlaků pro automobily a kosmické lodě, vysoce odolných řezných nástrojů, solárních panelů a fotodetektorů.
Materiáloví vědci se snaží odhalit potenciál nitridů uhlíku již od 80. let, kdy si poprvé všimli jejich výjimečných vlastností, včetně vysoké odolnosti vůči teplu. Přesto po více než třech desetiletích výzkumu a několika pokusech o jejich syntézu nebyly zaznamenány žádné prakticky využitelné výsledky. Nyní mezinárodní tým vědců vedený výzkumníky z Edinburské univerzity a jejich kolegy z univerzity v německém Bayreuthu a univerzity ve švédském Linköpingu konečně dosáhl průlomu.
Tým vystavil různé formy prekurzorů uhlíku a dusíku tlakům mezi 70 a 135 GPa (cca milion atmosfér) a zároveň je zahřál na teplotu přesahující 1 500 °C. Aby bylo možné určit atomové uspořádání sloučenin za těchto podmínek, byly vzorky ozářeny intenzivním svazkem rentgenového záření na třech urychlovačích částic – European Synchrotron Research Facility ve Francii, Deutsches Elektronen-Synchrotron v Německu a Advanced Photon Source ve Spojených státech.
Při syntéze byly připraveny tyto sloučeniny: tI14-C3N4, hP126-C3N4, oP8-CN a tI24-CN2. Vědci zjistili, že tři z těchto nitridů uhlíku jsou supertvrdé a zachovávají si své vlastnosti i za normálního tlaku a teploty. Další výpočty a experimenty naznačují, že nové materiály mají i další zajímavé vlastnosti včetně fotoluminiscence a vysoké energetické hustoty (v malém množství hmoty uložit velké množství energie).
Dominique Laniel et al, Synthesis of Ultra‐Incompressible and Recoverable Carbon Nitrides Featuring CN4 Tetrahedra, Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202308030
Zdroj: University of Edinburgh / Phys.org
Prosím, co se míní tím dosáhnout „vysoké energetické hustoty (v malém množství hmoty uložit velké množství energie)“? Nebo máme šanci na materiály snášející řádově vyšší teploty?
ja to chapu tak, ze to bude mit velkou tepelnou kapacitu…