A szén új formáját fedezték fel

A Carnegie Intézet kutatói által létrehozott anyagban a kristályos és amorf struktúrák olyan különleges szerekezetet alkotnak, amely keményebb, mint a gyémánt.

A szén új formáját fedezték fel

A washingtoni Carnegie Intézet kutatói a szén egy új előfordulási formáját fedezték fel, amelyben a szénatomok részben kristályszerkezetű, részben szabálytalan struktúrákba rendeződnek. Az új anyag olyan kemény, hogy képes megkarcolni a gyémántot, így már csak ezért is számos alkalmazási lehetősége képzelhető el többféle iparágban. A felfedezésről részletesen a Science oldalain számolnak be a tudósok.

A szén a világegyetem negyedik leggyakoribb eleme, és többféle formában is előfordulhat a természetben, illetve mesterséges körülmények között: sokat hallani manapság a hexagonális kristályrácsot képező grafénról, vagy a szén nanocsövekről, de vannak olyan régóta ismert formái is, mint az amorf szén, a grafit, a gyémánt és a fullerének.

A szén egyes allotróp módosulatai kristályos szerkezetűek, vagyis rendezett, ismétlődő atomi egységekből épülnek fel. Más formák ennél jóval szabálytalanabbak. Mindezidáig a kutatók olyan szénváltozattal nem találkoztak, amelyben a két típus kombinációja fordul elő, és sokáig úgy gondolták, hogy nem is lehetséges ilyen forma létezése.

A Carnegie kutatócsoportja hatvan szénatomos fulleréneket vett kiindulási alapul, majd a szakértők organikus xilén oldószert helyeztek a „labdák” közötti térrészekbe, és ennek segítségével új struktúrát hoztak létre. A szerkezetet aztán nyomásnak tették ki és megvizsgálták, hogyan reagál a különféle erőhatásokra.

Alacsony nyomás mellett a szénlabdák szerkezete megőrződött, de ahogy a nyomás nőtt, a gömbök kezdtek magukba roskadni, szénatomok kevésbé szabályos csoportjait hozva létre. Az amorf darabok azonban továbbra is megőrizték helyüket az eredeti szerkezetben, és rácsszerű struktúrát alkottak.

A kutatók felfedezték, hogy nagyon precízen eltalált nyomás ‒ nagyjából a normál légköri nyomás 320 ezerszerese ‒ kell ahhoz, hogy az újfajta szén az erőhatás megszűnését követően is megőrizze alakját, és ne ugorjon vissza eredeti formájába.

Az eredményül kapott anyag számos hasznos tulajdonsággal rendelkezik, többek közt elképesztően kemény, így képes megkarcolni a gyémántot is.

Az oldószer nagy szerepet tölt be a rácsszerkezet kialakításában, és ha hőkezeléssel eltávolítják, az anyag elveszíti minden szabályosságát. Mivel több hasonló oldószer is létezik, elképzelhető, hogy ezek segítségével hasonló szerkezetű, de némiképpen eltérő szénrácsok hozhatók létre. 

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward