Vyrobili nerozbitný, supertvrdý materiál s vysokou hustotou energie

Medzinárodný tím vedený výskumníkmi z Centra pre vedecký výskum v extrémnych podmienkach na Edinburskej univerzite urobil prelom – syntetizoval prekurzory uhlíka a dusíka na vytvorenie nitrádov uhlíka, ktoré sú tvrdšie ako kubický nitrád bóru, čo je v súčasnosti druhý najtvrdší materiál po diamante. Hoci vedci rozpoznali potenciál nitrádov uhlíka už v 80. rokoch 20. storočia, a to vrátane ich vysokej tepelnej odolnosti, ich vytvorenie bol tvrdý oriešok. V skutočnosti neboli doteraz vypracované žiadne dôveryhodné štúdie o ich syntéze.

„Nitridy uhlíka s trojrozmernými rámcami tetraérov CN4 sú jednou z veľkých ašpirácií materiálovej vedy,“ uviedli vedci v štúdii. Tím, ktorý zahŕňal aj odborníkov na materiály z univerzít v nemeckom Bayreuthe a švédskom Linköpingu, dosiahol tento úspech tým, že vystavil rôzne formy prekurzorov uhlíkového dusíka tlaku 70 – 135 gigapascalov (alebo miliónnásobku nášho atmosférického tlaku) za ich súčasného zahrievania na viac ako 1500 °C.

Atómové usporiadanie sa potom skúmalo pomocou röntgenového lúča v Európskom výskumnom zariadení synchrotrónov vo Francúzsku, Deutsches Elektronen-Synchrotron v Nemecku a Advanced Photon Source v USA. Táto analýza odhalila, že tri zo syntetizovaných zlúčenín nitridu uhlíka mali štruktúry potrebné pre prelomový supertvrdý materiál. Vedci boli potom príjemne prekvapení, keď zistili, že trojica zlúčenín si po ochladení a návrate do okolitého tlaku zachovala svoju mimoriadnu tvrdosť.

Nový materiál má množstvo použití vrátane ochranných náterov pre vozidlá a kozmické lode, výkonných rezných nástrojov a fotodetektorov. Zistilo sa, že nestlačiteľné zlúčeniny nitridu uhlíka disponujú aj vlastnosťou fotoluminiscencie, sú piezoelektrické a majú vysokú hustotu energie, takže sú schopné uložiť veľké množstvo energie v malom množstve hmoty. Výskum bol publikovaný v časopise Advanced Materials.

Zdroj: newatlas.com.