Τρίτη, 18 Οκτωβρίου 2011

~ * Παράξενη μορφή του άνθρακα λειτουργεί ως «αναστρέψιμες" Diamond-A First * ~



Γυάλινο σφαίρες πάνε από squishy στο σκληρό και πάλι πίσω, δείχνει μελέτη.




Diamond εικόνα: Το σύμπλεγμα των ακατέργαστων διαμαντιών Μποτσουάνα.


Ένα σύμπλεγμα των ακατέργαστων, των φυσικών διαμαντιών από τη Μποτσουάνα.

Φωτογραφία από Cary Sol Wolinsky, το National Geographic




Ο Dave Mosher




Δημοσιεύτηκε στις 13 Οκτωβρίου, 2011


Τα διαμάντια είναι παντοτινά, όπως και η ακραία σκληρότητα τους.
Αλλά σε αντίθεση με διαμάντι, μια παράξενη μορφή του άνθρακα μπορεί να αλλάξει τις ιδιότητές του, που πηγαίνει από squishy στο σκληρό και πάλι πίσω, αν η πίεση για την αύξηση των υλικών και στη συνέχεια μειώνεται, οι ερευνητές έχουν ανακαλύψει.
Φυσικό διαμάντι είναι ένα αλλότροπο, ή μορφή, του άνθρακα δημιουργημένο βαθιά στην γη . Άλλες allotropes άνθρακα περιλαμβάνουν γραφίτη, η οποία είναι σχετικά μαλακό και φουλερένια, όπως η buckyballs και νανοσωλήνων άνθρακα, τα οποία είναι εξαιρετικά σταθερή.
Το πρόσφατα ανέλυσε υλικό του άνθρακα είναι ένα ποτήρι-όπως ουσία ότι τα εργοστάσια έχουν κάνει για περίπου 30 χρόνια για χρήση στη χημεία, ηλεκτρονικά είδη, και άλλους σκοπούς.
Μέχρι τώρα, πάντως, κανείς δεν είχε μελετήσει τι θα συμβεί με το υλικό, όταν τεθεί υπό υψηλή πίεση.
"Graphite είναι πάντα μαλακά, και τα διαμάντια είναι πάντα δύσκολο», είπε ο Χο-Kwang "David" Μάο, ένα υψηλής πίεσης επιστήμονας στο Ινστιτούτο Carnegie για την Επιστήμη στην Ουάσιγκτον, DC, και συν-συγγραφέας της νέας μελέτης σχετικά με την υαλώδη άνθρακα , με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Stanford μεταπτυχιακός φοιτητής Yu Lin.
«Ψάχναμε για κάτι αναστρέψιμη για το είδος της δουλειάς που κάνουμε", μελετώντας τα υλικά σε υψηλή πίεση στο εργαστήριο.



Πώς να αντιστρέψει μια Diamond


Το μυστικό για την σκληρότητα ενός διαμαντιού είναι η ατομική ρύθμιση της. Τα άτομα του άνθρακα σε μορφή διαμαντιών "3-D" δεσμούς με τους γείτονές τους, με αποτέλεσμα μια εύρωστη, pyramidlike, επαναλαμβάνοντας κρυσταλλική δομή.
Αντίθετα, γραφίτη είναι μαλακό και ολισθηρό, λόγω άτομα άνθρακα της μορφής «επίπεδη» ομόλογα, με αποτέλεσμα να στριμώχνεται φύλλα των ατόμων που προσελκύουν ασθενώς ο ένας τον άλλον.
Η υαλώδης αλλότροπο σφαίρα που χρησιμοποιείται από τον Μάο και τους συνεργάτες του είναι επίσης σχεδόν εξ ολοκλήρου από επίπεδη ομόλογα.
Αλλά όταν πιέζονται μεταξύ δύο μικρών "άκμονες" διαμάντι σε πιέσεις παρόμοιες με αυτές εκατοντάδες μίλια κάτω από φλοιό της Γης, τα ομόλογα μεταμορφώθηκε σε 3-D, αδαμαντοειδούς συνθέσεις-και το υλικό που συναγωνίστηκε την σκληρότητα του κρυσταλλικού διαμάντι.
Όταν η πίεση απελευθερώθηκε, η επίπεδη ομόλογα επέστρεψαν, και το περίεργο άνθρακα γύρισε την πλάτη στο εύκαμπτο της, υαλώδη μορφή.



Η επιτάχυνση της πίεσης



Ο Μάο έλεγε ότι είναι πολύ νωρίς για να γνωρίζουμε από οποιαδήποτε εμπορική χρήση που θα μπορούσε να επικαλεστεί την αναστρέψιμη του άνθρακα, διότι το υλικό που μελετήθηκε μόνο σε πειράματα στα οποία ασκήθηκε πίεση αργά.
Στο μέλλον, ο Μάο είπε, θα ήθελε να μελετήσει τον τρόπο με το υλικό που αλλάζει τη σκληρότητα με ταχείς ρυθμούς πίεσης-όπως αυτό που δημιουργείται από την επίδραση ενός επιτάχυνση σφαίρα, για παράδειγμα, το οποίο θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τύπους αλεξίσφαιρα γιλέκα.
Εν τω μεταξύ, υψηλής πίεσης οι επιστήμονες μπορούν να βρουν έξυπνες χρήσεις για τα υαλώδη άνθρακα στο εργαστήριο, συμπεριλαμβανομένων ενδεχομένως ένα νέο τρόπο να εφαρμόσει ακραία πίεση σε ένα υλικό από πολλές πλευρές, αντί να στριμώχνουν τα δείγματα μεταξύ δύο διαμάντι άκμονες.
"Αυτό μπορεί να βοηθήσει να διευρύνουμε τα όρια του τι μπορούμε να μελετήσουμε», είπε ο Μάο.
Η αναστρέψιμη-διαμάντι μελέτη θα δημοσιευθεί στο περιοδικό επιθεώρηση Physical Review Letters .






Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου