Image
14.11.2019 0 Comments

Žeby adamantium? Nová lesklá a magnetická forma čistého uhlíka oslňuje svojím potenciálom

Vedci hovoria, že „šťastná náhoda“ priniesla novú, stabilnú formu čistého uhlíka vyrobenú z lacných surovín. Podobne ako diamant či grafén má tento materiál mimoriadne fyzikálne vlastnosti. Je tvrdší ako nehrdzavejúca oceľ, asi rovnako vodivý a reflexný ako leštené hliníkové zrkadlo. A čo je najviac prekvapujúce, prejavuje feromagnetické vlastnosti - správa sa ako permanentný magnet pri teplotách do 125 °C.

Uhlík je omnoho ľahší ako iné feromagnetické prvky, ako je mangán, nikel a železo. Navyše je v tele netoxický. Nový materiál by teda mohol byť užitočný pri výrobe biosenzorov alebo nosičov dodávajúcich lieky, ktoré by sa dali nasmerovať do chorých tkanív. Už v minulosti vyvolali rozruch tvrdenia o magnetizme v čistom uhlíku, neskôr sa však ukázalo, že vzorky boli kontaminované. Teraz vedci vytvorili iba tenké vrstvy materiálu, ktoré študovali pomocou elektrónových mikroskopov a röntgenových spektrometrov. A pri vyvodzovaní záverov sa snažia byť veľmi opatrní.

Hovoria však, že doteraz nevideli žiadne známky nečistôt, ktoré by mohli zodpovedať za vlastnosti materiálu. Domnievajú sa, že materiál pozostáva z vlnitých vrstiev atómov uhlíka spojených kovalentnými väzbami, naskladaných ako doska, s ďalšími väzbami medzi vrstvami. K objavu došlo pri neúspešných pokusoch o syntézu pentagrafénu, plátku atómov uhlíka viazaného v päťuholníkových útvaroch, materiálu, ktorý bol predpovedaný, ale nikdy nebol vytvorený.

Pri pokuse sa použil proces chemického nanášania z pár (chemical vapor deposition – CVD), ktorý prebieha pri vysokých teplotách. Vysoké teploty CVD bežne rozkladajú komplexné uhľovodíky na povrchu katalyzátora na atómy alebo jednoduché molekuly, ktoré sa potom samy organizujú na grafénové platne alebo kryštály. Vedci sa domnievali, že sa im podarí donútiť uhlíkové skupiny, aby sa spojili do päťuholníkových buniek pentagrafénu. No namiesto toho sa atómy usadili v inej štruktúre.

Medená fólia, ktorá bola v procese CVD použitá ako katalyzátor, bola pokrytá niečím, čo vyzeralo ako leštené striebro. Po dvoch rokoch experimentovania bol tím schopný spoľahlivo vytvoriť túto látku znovu a znovu vo vrstvách s hrúbkou do 1 mikrónu a priemerom niekoľko centimetrov. Na Medzinárodnom sympóziu o klastroch a nanomateriáloch vedci demonštrovali magnetizmus materiálu vo videu. Vločky materiálu v milimetrovej veľkosti rozptýlili v troche vody. Keď potom nad vodou mávali malým tyčovým magnetom, vločky nasledovali jeho pohyb.

A čo je zaujímavé, materiál zostáva magnetický aj pri zvýšených teplotách, pri ktorých typicky pracujú motory a počítače. Okrem magnetizmu, predtým nevídaného vo forme čistého uhlíka, je pre materiál charakteristická obrovská tvrdosť a zrkadlový vzhľad. Pri hrúbke iba 50 nanometrov odráža viac ako 90 % prichádzajúceho svetla pri vlnových dĺžkach od ultrafialového žiarenia po infračervené žiarenie. Mohol by sa využiť ako reflexný povlak odolnejší ako štandardný hliník pre zrkadlá v kamerách a ďalekohľadoch.

Pomalé zohrievanie materiálu na 1000 °C tlmí jeho lesk a premieňa ho na polovodič s pásmovou medzerou, podobný amorfnému kremíku, ktorý môže zmeniť svetlo na elektrinu. To ho robí vhodným pre fotovoltické články. Tím sa zatiaľ nezhodol na názve nového záhadného materiálu. No niektorí z nich, inšpirovaní stredovekým alchymistami, no nazývajú adamantia.

Zdroj: sciencemag.org.

Zobrazit Galériu
Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Výskum

Objav v oblasti imunológie by mohol umožniť liečbu každého druhu rakoviny

22.01.2020 00:00

Vedci z Cardiffskej univerzity tvrdia, že novoobjavenú časť nášho imunitného systému možno využiť na liečenie všetkých druhov rakoviny. Zistenia publikované v časopise Nature Immunology zatiaľ neboli ...

Výskum

Šikovné riešenie ako sa vyhnúť endoskopickým vyšetreniam a zákrokom

21.01.2020 00:10

Vedci z MIT pracujú na pokročilých zdravotníckych pomôckach, ktoré by sa dali prehltnúť, ale na ich odstránenie by nebol potrebný chirurgický zákrok. Vyvinuli preto hydrogél, ktorý môže byť rozložený ...

Výskum

Nová grafénová batéria sa nabíja neuveriteľne rýchlo a dlhšie vydrží

21.01.2020 00:05

Rýchlejšie nabíjanie, dlhšia životnosť a nižšie teploty. To sú tri najväčšie prednosti lítiovej batérie naplnenej zázračným grafénom. Pracuje na nej spoločnosť Real Graphene a výhody, ktoré prináša in ...

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Najnovšie videá