12 grudnia, 2024

MSPStandard

Znajdź wszystkie najnowsze artykuły i oglądaj programy telewizyjne, reportaże i podcasty związane z Polską

Naukowcy skompresowali diament, aby stworzyć twardszy materiał

Naukowcy skompresowali diament, aby stworzyć twardszy materiał

Diamenty należą do najtwardszych materiałów znanych człowiekowi, ale eksperci uważają, że można je zmiażdżyć w coś twardszego.

Kamień szlachetny to naturalny materiał składający się z kryształów węgla. Występuje na Ziemi, a badania sugerują nawet, że „diamentowe fontanny” mogą zostać wysłane na powierzchnię w ramach ważnego wydarzenia geologicznego.

Chociaż wcześniej uważano, że jest to jeden z najtwardszych materiałów ze względu na czworościenną siatkę, czyli niezwykle trwałą strukturę cząstek, eksperci odkryli sposób na przekształcenie go w coś jeszcze wytrzymalszego.

Fizycy ze Stanów Zjednoczonych i Szwecji stworzyli symulację, która uważa się za o 30 procent bardziej odporną na ciśnienie niż diament.

Eksperci przeprowadzili precyzyjne symulacje kwantowej dynamiki molekularnej na superkomputerze, aby sprawdzić, jak diament zachowuje się pod wysokimi ciśnieniami i temperaturami, które teoretycznie powinny uczynić go niestabilnym.

Czy istnieje sposób na zwiększenie twardości diamentów?iStock

Ich odkrycia ujawniły, w jaki sposób szczegóły warunków, w których atomy węgla w diamencie mogą być wypychane, aby stworzyć niezwykłą strukturę.

Konfiguracja ta znana jest jako faza sześcienna ośmiu atomów skupiona na ciele (BC8) i została zaobserwowana na Ziemi tylko w dwóch innych materiałach – krzemie i germanie.

Na Ziemi faza węgla BC8 nie występuje naturalnie, ale uważa się, że może występować w przestrzeni kosmicznej oraz w środowiskach wysokociśnieniowych na egzoplanetach.

„Struktura BC8 zachowuje doskonały kształt najbliższego sąsiada czworościennego, ale bez płaszczyzn rozszczepienia występujących w strukturze diamentu” – wyjaśnił fizyk John Eggert z Lawrence Livermore National Laboratory.

Choć teoria jest słuszna, próby jej sformułowania w praktyce jak dotąd nie powiodły się. Dzieje się tak dlatego, że istnieje bardzo mały obszar temperatury i ciśnienia, w którym może wystąpić faza BC8, a zakresy te są nieznane.

„Spodziewaliśmy się, że faza podiamentowa BC8 będzie dostępna eksperymentalnie jedynie w wąskim obszarze diagramu fazowego węgla charakteryzującego się wysokim ciśnieniem i wysoką temperaturą” – wyjaśnił fizyk Ivan Oleinik z Uniwersytetu Południowej Florydy.

READ  Naukowcy odkrywają „niespodziankę”, która zmienia ich rozumienie wszechświata

Subskrypcja Aby otrzymać nasz bezpłatny cotygodniowy biuletyn indy100

Jak dołączyć do bezpłatnego kanału WhatsApp indy100

Podziel się swoją opinią w naszych demokratycznych wiadomościach. Kliknij ikonę głosowania za na górze strony, aby pomóc przenieść ten artykuł w górę rankingu indy100