Sciencemag.cz
Doporučujeme
Nový typ uhlíku je lehký, elektricky vodivý, pružný a současně pevný. Uplatnění by mohl najít v letecké technice i jako pancéřování ve vojenských aplikacích.
Výsledky výzkumu vědců z Yanshan University a Carnegie Mellon University byly publikovány v Science Advances.
Na počátku procesu je neuspořádaná forma uhlíku, tzv. skelný (glassy) uhlík zvaný též skelný grafit. Ten se obvykle vyrábí rozkladem organických látek na povrchu běžného grafitu, je mechanicky i chemicky odolný, má nicméně velkou hustotu. Vědci skelný uhlík zahřívali (necelých 1 000 ºC) a vystavili vysokému tlaku (250 000 atmosfér).
Až dosud se experimentovalo hlavně se stlačováním skelného grafitu za pokojové teploty, kdy vznikaly zajímavé struktury, ale byly nestabilní a za normální tlaku se zase rozpadaly. Při aplikaci vyšší teploty než 1000 ºC se tvořily nanokrystaly diamantu. Naproti tomu za uvedených podmínek prý vzniká podoba uhlíku, v níž se střídá struktura grafitu a diamantu (tj. obě modifikace vznikají ze skelného uhlíku vedle sebe). Neexistuje uspořádanost v celém objemu materiálu, pouze na malém (nanometrovém) měřítku. Na větším měřítku se vedle sebe nacházejí vrstvičky grafitových šestiúhelníků s krychlovými krystalky diamantů (popisuje se to jako diamantové „uzly“ mezi ve vrstvičkách grafitu/grafenu) a dochází mj. k zajímavým překryvům valenčních elektronů. Tím má vzniknout uhlík vyznačující se jedinečnými vlastnostmi. Tento materiál je velice lehký a současně pružný a pevný. I když výroba by byla nákladná, pro některé aplikace není cena rozhodující.
Navíc už to, že vzniká směs dvou modifikací, naznačuje, že lehkou úpravou podmínek půjde ladit i vlastnosti výsledného materiálu.
Zdroj: Phys.org
