home
user-header

                        
                        
Химики предсказали 43 новые формы углерода
11 сентября 2019 г., 18:48 97

Используя компьютерное моделирование, команда ученых предсказала возможность существования 43 неизвестных сегодня форм углерода, некоторые из которых могут быть даже тверже алмаза. Статья об открытии опубликована в журнале Computational Materials.

Alchemist-hp/Wikimedia Commons/Science Photo Library/Getty Images/Indicator.Ru


 

Сверхтвердые материалы могут резать, сверлить и полировать менее твердые объекты. Их также можно использовать для создания устойчивых к царапинам покрытий, которые защитят дорогостоящее оборудование от повреждений. Новое исследование международной команды химиков открывает двери для разработки новых материалов с такими соблазнительными качествами.

 

«Алмазы сейчас являются самым твердым доступным материалом, но они очень дорогие, — говорит ведущий автор исследования, сотрудник Университета штата Нью-Йорк в Буффало Ева Зурек. — У меня есть коллеги, которые проводят эксперименты под высоким давлением в лаборатории, сжимая материалы между алмазами, и они жалуются на то, что иногда алмазы лопаются и приносят большие убытки. Мы хотели бы найти что-то более твердое, чем алмаз. Если бы вы могли найти другие материалы, которые являются жесткими, потенциально вы могли бы сделать их дешевле. Они также могут обладать полезными свойствами, которых нет у алмазов. Может быть, они будут по-разному взаимодействовать с теплом или электричеством, например».

 

Вещество считается сверхтвердым, если оно имеет выдерживает давление более 40 ГПа в тесте твердости Виккерса. Новая работа ученых показывает, что число углеродных сверхтвердых структур может быть намного выше, чем обнаружено сегодня. Для проведения исследования ученые использовали XtalOpt — эволюционный алгоритм с открытым исходным кодом для предсказания кристаллической структуры — чтобы генерировать случайные модификации углерода. Затем команда использовала модель машинного обучения для прогнозирования твердости этих материалов.

 

Выяснилось, что есть 43 возможные структуры, твердость которых либо находится близко к порогу в 40 ГПа, либо превышает его. Три из обнаруженных модификаций даже превышают твердость алмаза — правда, не намного. Самые твердые структуры, обнаруженные учеными, как правило, содержат в своих кристаллических решетках фрагменты алмаза и лонсдейлита — также называемого гексагональным алмазом. В дополнение к 43 новым формам углерода, исследование также предсказывает, что ряд углеродных структур, которые другие команды описывали в прошлом, будут сверхтвердыми.

 

Индикатор

#естественные_науки

Избранное
Чтобы оставить комментарий, вам нужно авторизоваться или зарегистрироваться
Читайте также
Включите премодерацию комментариев
Все комментарии к этому посту будут опубликованы только после вашего подтверждения. Подробнее о премодерации
Обратная связь