Ученые в Китае разработали самый твердый и прочный стекловидный материал.
Исследователи, в том числе из Университета Яньшань, отметили, что новый материал, предварительно названный AM – III, обладает “выдающимися” механическими и электронными свойствами и может найти применение в солнечных батареях благодаря своей “сверхвысокой” прочности и износостойкости.
В статье, опубликованный в журнале National Science Review, сообщается, что его твердость достигает 113 гигапаскалей (ГПа), в то время как природный алмазный камень обычно набирает от 50 до 70 баллов по тому же тесту.
“Следовательно, наши измерения показывают, что материал AM-III сравним по прочности с алмазом и превосходит другие известные самые прочные материалы”, – отметили ученые в своем исследовании.
По мнению специалистов, АМ-III обладает перестраиваемыми свойствами поглощения энергии, сравнимыми с полупроводниками, обычно используемыми в солнечных элементах, таких как гидрированные аморфные пленки кремния.
В то время как в кристаллах алмаза организованная внутренняя структура его атомов и молекул способствует их огромной прочности и твердости, в AM-III обнаружили, что сочетание порядка и беспорядка его молекул порождает его странные свойства.
Используя фуллерены, которые представляют собой материалы, состоящие из полых, похожих на футбольный мяч, расположений атомов углерода, исследователи получили различные типы стеклообразных материалов с различной молекулярной организацией, среди них АМ-III имел самый высокий порядок атомов и молекул.
Чтобы достичь такого порядка молекул, ученые измельчали и смешивали фуллерены вместе, постепенно применяя интенсивное тепло и давление около 25 ГПа и 1200 градусов Цельсия в экспериментальной камере в течение примерно 12 часов, затрачивая равное количество времени на охлаждение материала.
Дальнейшее увеличение порядка, по мнению учёных, может потенциально убрать полупроводниковость и другие свойства, которые вызывали хаотичность.
“ У этого типа сверхтвердого, сверхпрочного полупроводникового аморфного материала широкие перспективы для применения”, – пишут исследователи.
Материал может найти применение в солнечных батареях благодаря своим “выдающимся” механическим и электронным свойствам, говорят ученые.
