Китайские учёные создали стекло, превосходящее алмаз по твёрдости

11 августа 2021

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.

Новый материал оставил царапины на алмазе. Источник изображения: National Science Review

Новый материал оставил царапины на алмазе. Источник изображения: National Science Review

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

Хочешь узнать больше - читай отзывы

← Вернуться на предыдущую страницу

Читайте также:

Інтелектуальний агент Muse без дозволу вдерся в особисті повідомлення користувача — у Meta заявили, що винен сам користувач 1 октября 2026

Поведение ШІ-агента Muse компанії Meta знову викликало питання щодо його безпеки. Раніше агент без дозволу повідомив домашню адресу свого користувача невідомій особі і навіть домовився з нею про зустріч. Тепер ШІ-агента звинуватили в тому, що він може отримати неавторизований доступ до особистої інформації власників iPhone та Mac.

Samsung представила Galaxy SmartTag3 — трекер став легшим і компактнішим, працює довше і сумісний з iPhone 1 октября 2026

Компанія Samsung представила Bluetooth-трекер третього покоління Galaxy SmartTag3, який відрізняється більш компактними розмірами, значно легший за попередню версію і вперше в лінійці SmartTag отримав підтримку не лише гаджетів Samsung Galaxy, а й пристроїв на iOS.

Культові кросівки New Balance: які моделі бренд перевипускає знову і знову 30 сентября 2026

Культові кросівки New Balance: які моделі бренд перевипускає знову і знову

 

Вас могут заинтересовать эти отзывы

Либерти Украина 0.2
Либерти Украина

Отзывов: 1

Кабанчик 0.1
Кабанчик

Отзывов: 1

Каталог отзывов





×

Выберите область поиска

  • Авто
  • Одяг / аксесуари
  • Роботодавці
  • Інше