Американские ученые создали новую сверхтвердую форму углерода - гибридный материал из аморфных компонентов, превосходящий по твердости и другим свойствам алмаз, передает РИА Новости со ссылкой на журнал Science.

Группа физиков из Института науки Карнеги в Аргонне (США) изучала свойства аморфного углеродного материала, известного под называнием «углерод-60». Он напоминает по своей форме фуллерен и представляет собой шарик из соединенных друг с другом колец из пяти и шести атомов углерода.

Ученые растворили шарики «углерода-60» в органическом растворителе ксилоле, молекулы которого состоят из кольца атомов углерода и двух метильных хвостов, и начали сжимать раствор под высоким давлением, следя за тем, как меняются свойства материала.

При достижении давления в 32,8 гигапаскаль, или 323 тыс. атмосфер, материал пережил структурную перестройку. В результате этого возник новый, сверхтвердый материал, не уступающий в твердости алмазу.

Изучив структуру нового материала с помощью рамановского спектрографа, ученые удивились – оказалось, что вещество, способное, кстати, поцарапать поверхность алмаза, - аморфное, а не кристаллическое. Хотя теоретически сверхпрочные материалы с аморфным устройством могут существовать, на практике такие вещества не были известны до этого открытия.

По словам физиков, повышение давления до 32 гигапаскаль привело к частичной деформации сфер «углерода-60». Поврежденные сферы «слиплись» и потеряли способность восстанавливать свою форму, в результате чего данный материал приобрел устойчивость при нормальном давлении и температуре.

Молекулы растворителя играют ключевую роль в удивительных свойствах материала - выпаривание ксилола привело к разрушению фрагмента новой формы углерода. Скорее всего, это связано с тем, что небольшие молекулы растворителя повышают прочность материала, заполняя пустоты, возникшие при деформации «углерода-60».

«Мы открыли новую аллотропную модификацию углерода, который сопоставим с алмазом в способности противостоять давлению. Этот материал можно использовать в самых разных практических целях», - пояснил руководитель группы физиков Лин Ванг.