Дијамантот може да биде пресуван во нешто уште потврдо и сега знаеме како да го направиме тоа

Содржина:

• BC8 носи осум атоми во кубна фаза и издржува 30 проценти повеќе притисок од природниот дијамант
• Физичари од САД и Шведска го ставија дијамантот под притисок што го прави нестабилен
• Силициумот и германиумот веќе ја покажале оваа фаза на Земјата
• Во внатрешноста на масивните егзопланети притисокот може да надмине десет милиони атмосфери
• „Без оние рамнини на расцепување“ е разликата што ја истакнува Џон Егерт
• Киен Нгуен Конг бараше зошто сите лабораториски обиди завршиле безуспешно
• „Фронтиер“ реконструираше еволуција на милијарди јаглеродни атоми
• Иван Олејник ја сведе синтезата на еден тесен дел од фазниот дијаграм

BC8 носи осум атоми во кубна фаза и издржува 30 проценти повеќе притисок од природниот дијамант

Во научните кругови оваа структура е позната како осуматомна кубна фаза со центриран простор во телото. Таа е предмет на новите пресметки бидејќи природниот дијамант, иако важи за најтврдиот познат стабилен природен материјал на Земјата, можеби не е последниот збор на јаглеродот.

Физичари од САД и Шведска го ставија дијамантот под притисок што го прави нестабилен

Тимот спроведе квантно прецизни симулации на молекуларната динамика на најмоќен суперкомпјутер. Целта беше да се утврди како се однесува дијамантот кога температурите се искачуваат до граници што ја нарушуваат неговата стабилност. Пресметките покажаа кои услови можат да ги принудат јаглеродните атоми да преминат во необична и супериорна структура.

Силициумот и германиумот веќе ја покажале оваа фаза на Земјата

BC8 претходно била експериментално забележана кај два други хемиски елементи. Со споредување и екстраполација на физичките својства регистрирани кај тие материјали, научниците теоретски дефинирале како истата фаза би се манифестирала кај чистиот јаглерод.

Во внатрешноста на масивните егзопланети притисокот може да надмине десет милиони атмосфери

Јаглеродната фаза BC8 природно не постои на површината на Земјата, но се претпоставува дека се крие во длабоката вселена, во средини со застрашувачки висок притисок. Теоретската физика сугерира дека ова е најтврдата возможна форма на јаглерод што може да остане структурно стабилна во такви услови. Ако материјалот се синтетизира и стабилизира во лабораторија, тоа би отворило нови можности за фундаментални научни истражувања и индустриска примена на суперматеријали.

„Без оние рамнини на расцепување“ е разликата што ја истакнува Џон Егерт

Општоприфатено е дека дијамантот е исклучително тврд поради неговата карактеристична атомска структура: тетраедарска кристална решетка во која секој јаглероден атом е цврсто поврзан со своите четири најблиски соседи. Таа конфигурација одговара на најоддалечените електрони на јаглеродниот атом.
„Структурата на BC8 ја задржува оваа совршена тетраедарска геометрија со најблиските соседи, но без оние рамнини на расцепување кои природно се присутни во структурата на обичниот дијамант“, објаснува физичарот Џон Егерт од Националната лабораторија „Лоренс Ливермор“. „Фазата BC8 на јаглеродот при стандардни услови од околината веројатно ќе биде далеку потврда и поотпорна од дијамантот.“

Киен Нгуен Конг бараше зошто сите лабораториски обиди завршиле безуспешно

Иако теоријата предвидува дека јаглеродот BC8 би требало да може да опстане во стабилна форма при вообичаени амбиентални услови, досегашните експерименти не успеале. Истражувачки тим од Универзитетот на Јужна Флорида ја искористи моќта на суперкомпјутерите за прецизно да го пронајде проблемот.

„Фронтиер“ реконструираше еволуција на милијарди јаглеродни атоми

Суперкомпјутерот „Фронтиер“ во Националната лабораторија Оук Риџ во моментов е официјално најбрзиот компјутерски систем во светот. Со овој хардвер, научниот тим разви симулација што прецизно ги опишува квантните интеракции меѓу поединечни атоми во огромен дијапазон на екстремни притисоци и температури. Така успеаја веродостојно да ја следат материјата во услови што тешко се пресоздаваат во лабораторија.

Иван Олејник ја сведе синтезата на еден тесен дел од фазниот дијаграм

Добиените резултати конечно ја открија причината зошто создавањето на јаглеродот BC8 е толку тешко.
„Нашите модели предвидоа дека пост-дијамантската фаза BC8 ќе биде експериментално достапна исклучиво во еден многу тесен и специфичен опсег на фазниот дијаграм на јаглеродот под екстремно висок притисок и температура“, објаснува физичарот Иван Олејник од Универзитетот на Јужна Флорида.
Со други зборови, постои само мала термодинамичка зона во која може да настане овој материјал, а претходните експерименти не ги погодиле строгите параметри. Сега кога тие услови се прецизно дефинирани, лабораториското создавање на најтврдиот материјал во универзумот станува реално остварлива цел. Откритијата беа објавени и образложени во научното списание „The Journal of Physical Chemistry Letters“.