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 2

Super pena dokáže absorbovať CO2 z atmosféry

13.12.2019 00:15

Švédski vedci z Chalmers University of Technology a Stockholm University vyvinuli novú penu, ktorá môže pomôcť nákladovo efektívne zastaviť zvyšovanie hladín skleníkových plynov v atmosfére. V novej š ...

Výskum

Slnečné žiarenie môže premeniť plastový odpad na kľúčový prvok vodíkových palivových článkov

13.12.2019 00:05

Plastový odpad je obrovský environmentálny problém, ktorý si vyžaduje riešenie. Najnovšie vedci skúmajú možnosť premeny plastového odpadu na zdroj paliva. Nový výskum bádateľov zo singapurskej Nanyang ...

Výskum 1

Prelomový objav by mohol viesť ku kvantovému „FM rádiu“ a nehacknuteľnej komunikácii

12.12.2019 00:05

Tím vedcov z University of Chicago objavil metódu, pomocou ktorej by sa dali kvantové stavy integrovať a ovládať v bežnej elektronike. Výskum vyústil do experimentálneho vytvorenia toho, čo vedci ozna ...

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

ACER_122019

Najnovšie videá