В Китае изобрели стекло, которое может поцарапать алмаз

Новое желтоватое стекло невероятной прочности состоит из углерода и проводит электричество. При испытаниях в Университете Яншань материал под названием AM-III смог поцарапать поверхность алмаза, чего не могут сделать другие материалы. При всех своих достижениях материал все равно не заменит алмаз. Почему?

Новый материал состоит полностью из углерода, как и алмаз, который является чистым углеродом.

Разница в том, что у алмаза атомы углерода аккуратно упакованы в кристаллическую решетку, а у стекла AM-III разбросаны как попало.

Но не совсем. Атомы упакованы в углеродные фуллерены — молекулы, похожие на футбольный мяч. А вот «мячи» уже разбросаны. AM-III — комбинация порядка и хаоса, но именно благодаря этому он такой необычный.

Есть такой тест на прочность — тест по Виккерсу. Это когда в испытуемый материал 10-15 секунд вдавливают алмазную пирамиду и смотрят, что с материалом будет. В тесте на твердость по Виккерсу алмазы получают в среднем 70 гигапаскалей, в то время как новое стекло достигло целых 113 ГПа.

Пока что пальму первенства держал алмаз, про твердость которого ходят легенды. Благодаря своей прочности большая часть алмазов находится не в ювелирных магазинах, а в промышленном производстве. Конкретно — в горнодобывающей и тяжелой промышленности. Инструменты с алмазом активно вгрызаются в коренную породу Земли и режут другие твердые вещества.

Ученые из разных стран, включая Россию, приняли участие в эксперименте китайского университета.

Они создали желтоватое стекло, увеличив давление в экспериментальной камере до 25 ГПа и температуру до 1200 градусов по Цельсию. Увеличивали долго и постепенно — более 12 часов, а потом столько же времени охлаждали материал.

Эксперимент был таким кропотливым, потому что если бы давление и температуру увеличивали слишком быстро, то получался бы обычный алмаз, и полупроводниковых свойств у него бы не было.

Желтое стекло AM-III не является заменой алмаза, считают сами исследователи.

Но пользы от него все равно уйма — его можно использовать для разработки прочных солнечных элементов в солнечных панелях и жестких пуленепробиваемых окон, которые будут на 20-100 процентов прочнее, чем нынешние модели.

Помимо этого, прозрачный материал открывает захватывающие возможности в области фотоэлектроники — технологий, которые преобразуют свет в электричество. Еще одна перспектива — оружие, которое должно функционировать в экстремальных условиях, при высоком давлении и температуре.