【新形式的碳是這麼辛苦，可以縮進鑽石】

明道

【新形式的碳是這麼辛苦，可以縮進鑽石】

 

轉化成一種新形式的超硬碳巴基球

一隊來自美國和中國的研究人員創造的一種新形式的碳，已經夠硬縮進鑽石的。

被稱為有序的無定形碳簇（OACC），是新材料，結構獨特的具有結晶和無序的元素。

王林科學在美國卡內基研究所領導的研究小組創建者，該材料是由溶劑化的碳60分子驚人的30萬次以上的氣氛的壓力。

碳在許多偽裝，包括石墨，金剛石，碳納米管，石墨和木炭。

但是到現在為止，一切都被列為是結晶 - 建重複的原子單位 - 或無定形的，那就是缺乏遠距離看到晶體中的結構順序。

作為一個晶體材料組成的無定形集群，OACC是第一次見過的雜化的碳結構是無定形和結晶的一部分。

折疊碳籠

為了使新形式的碳，研究人員開始與碳60分子 - 高度的組織類似於足球，因為它們是從五邊形和六邊形碳環的球形籠。

王和他的同事然後插入分子的有機溶劑，間二甲苯，介於兩者之間的球，在壓縮前的材料的巨大壓力，32個以上的GPA所在。在進行檢查時，球形碳籠被發現有破損和倒塌變得自暴自棄仍然鎖定在他們的地方在晶格中的溶劑分子的無定形碳團簇。

溶劑分子起到了至關重要的作用，王解釋道。

對於純碳60，碳籠倒塌時，整個晶體變成無定形。

但這種材料，因為有一些溶劑分子，即使在碳籠倒塌，他們不走動。

製作一個印象

但是真的很震驚與同事王某是新形式的碳，當他們擠壓力高達60 GPA尖端之間的一對的鑽石砧細胞中的鑽石。

當他們釋放壓力，然後檢查他們的工具包，他們發現的鑽石 - 自然界中最硬的物質 - 他們的樣本實際上已經縮進。

鑽石的硬度可以歸因於事實，即由一組四根強共價鍵，每個碳原子被接合到它的鄰居。

誰沒有參與這項研究的英國愛丁堡大學的西蒙·帕森斯，分子晶體學，好奇的分子結構，可以接近這種硬度。

我希望鑽石全3D擴展的結構框架是更難的東西比與閉塞溶劑分子，他說。

但是，這是不是這裡的情況。

分子模擬研究人員在實驗室中發現備份，即當壓力高達30 GPA應用和刪除，碳籠反彈回原來的結晶形狀。

但超過32 GPA壓力，材料經歷了一個永久的轉變，在碳60籠子打破和改革的債券。

當壓力被移除時，可以恢復到新的超硬結構仍然完好的環境條件。

當研究人員OACC趕走溶劑加熱，其長程有序消失，它減少了其倒塌的無序積木，從而進一步證實了至關重要的作用的溶劑提供OACC的週期性。

硬線

新材料的一個潛在的優點是，它是在室溫下進行。

但是，它是否能夠與人造金剛石，這是建立在約1500℃的溫度下具有經濟競爭力，仍有待觀察。

儘管如此，研究人員認為，OACC可能有潛在的機械，電子和電化學使用範圍。

我們知道，當我們塗料與某些鹼金屬的碳60，它可以轉變成一種超導體，王說。

我們不知道，但我們可以預期，[新材料]應該有一些有趣的電子性能。

現在，王和他的團隊繼續測試OACC的屬性和探測倒塌的碳團簇，以及調查什麼材料可以替代溶劑分子在高壓製成的原子結構。

這方面，帕森斯是最興奮的。

這件事，代表我對這項工作，他說，就是將各種不同的溶劑結晶碳60，而這些溶劑化物都將有一個不同的週期性，它使您能夠通過改變不同的晶體結構工程師溶劑中進行。

該研究發表在“ 科學“。

作者簡介

中冶京誠帕金斯是一個總部設在瑞士的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/aug/16/new-form-of-carbon-is-so-hard-it-can-indent-diamond