پژوهشگران موفق شدند شیشه‌ای سخت‌تر از الماس بسازند

اقتصاد ۲۴-پژوهشگران دانشگاه یانشان چین موفق شده‌اند شکلی از کربن به نام «ای‌ام ۳» (AM-III) را بر پایه «فولرن» تولید کنند که ساختاری بلوری و بی‌شکل دارد و می‌تواند سطح الماس را خراش دهد.

ژیشنگ ژائو و همکارانش که مجریان این پژوهش بودند، ماده کربی جدید را سخت‌ترین ماده آمورف یا غیربلوری توصیف کرده‌اند که تا کنون دیده شده است.

از ویژگی‌های منحصربفرد این ماده جدید اینکه دارای ویژگی‌های نیمه‌هادی است و میزان سختی آن نیز در مقیاس ویکرز ۱۱۳ گیگاپاسکال تعیین شده است. الماس به عنوان یکی از سخت‌ترین مواد کریستالی شناخته شده در جهان، دارای سختی بین ۵۶ تا ۶۲ گیگاپاسکال در مقیاس ویکرز است.

در توضیح ساختار مواد جامد باید گفت که برخلاف مواد کریستالی که اتم‌ها در آن‌ها به صورتی منظم مرتب شده‌اند، در اجزای تشکیل دهنده مواد جامد غیربلوری نمی‌توان شاهد نظمی برای بلندمدت بود و این مواد، سختی یا استحکام فوق‌العاده‌ای نیز از خود نشان نمی‌دهند. به همین دلیل است که پلاستیک و شیشه به راحتی می‌شکنند و نسبتاً نرم هستند.

پژوهشگران برای رسیدن به این ماده جدید، اشکال مختلفی از پیکربندی اتم‌های کربن را آزمایش کردند و سرانجام به «فولرن‌ها» روی آوردند که یکی از آلوتروپی‌های مصنوعی عنصر کربن است واز گرما دادن به گرافیت ساخته می‌شود. اما بر خلاف گرافیت، اتم‌های آن دارای حلقه‌های پنج ضلعی یا هفت ضلعی هستند که از صاف بودن ساختار ماده جلوگیری می‌کنند و در نتیجه فولرن‌ها شکل لوله‌ای یا بادکنکی دارند.

پژوهشگران در این تحقیق فولرن‌ها را در معرض حرارت بالا و فشار قرار داده و به این ترتیب آن‌ها را «خرد» کرده و دوباره با هم مخلوط کردند تا به این ماده جدید با ویژگی‌های مورد نظر رسیدند.

محصولی برای تولید صفحات خورشیدی فوق مقاوم در آینده

ماده کربنی «ای‌ام ۳» نه تنها سخت‌تر از الماس است بلکه بر خلاف الماس که رسانای بسیار ضعیفی است، این ماده خواص نیمه هادی دارد.

این ماده همچنین در مقابل حرارت بسیار مقاوم است و تحت فشار شدید تغییر شکل نیز نمی‌دهد. به این ترتیب از نظر پژوهشگران این یک ماده ایده‌آل برای ساختن صفحات خورشیدی نشکن و مقاوم در برابر تغییرات آب و هواست.

از این محصول می‌توان در برنامه‌های فضایی همچنین در ساخت صفحه‌های گوشی‌های هوشمند استفاده کرد و به این ترتیب ترک خوردن یا خراش دادن آن‌ها را غیرممکن کرد؛ اگرچه نباید انتظار داشت که محصولات حاوی این ماده به این زودی‌ها به بازار بیاید.

یورونیوز