Diamant wordt beschouwd als het hardste materiaal op aarde. Nu kan een nieuwe ontdekking wedijveren met edelstenen en nieuwe kansen bieden voor de materiaalkunde. Onderzoekers van het Centre for Extreme Science van de Universiteit van Edinburgh hebben de resultaten van tientallen jaren van experimenten gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift Advanced Materials.
Druk en hitte creëren nieuwe materie
Wetenschappers hebben verschillende vormen van koolstof-stikstofvoorlopers blootgesteld aan extreme drukken variërend van 70 tot 135 gigapascal, wat overeenkomt met ongeveer een miljoen keer de atmosferische druk. Tegelijkertijd verhitten ze de materialen tot temperaturen van meer dan 1.500 graden Celsius. Ze ontdekten dat de resulterende materialen, bekend als koolstofnitriden, sterker zijn dan kubisch boornitride, het op een na hardste materiaal na diamant.
“We waren ongelooflijk verbaasd dat we materialen konden produceren waar onderzoekers de afgelopen dertig jaar van hadden gedroomd”, zei Dr. Hans. Dominic Lanell in één persbericht. “Deze materialen bieden een krachtige stimulans om de kloof te overbruggen tussen materiaalproductie onder hoge druk en industriële toepassingen.”
Aanvullende berekeningen en experimenten geven aan dat de nieuwe ontdekking aanvullende eigenschappen heeft, zoals fotoluminescentie en hoge energiedichtheid. Dit betekent dat er in een kleine massa een grote hoeveelheid energie kan worden opgeslagen. Deze eigenschappen openen een breed scala aan toepassingen voor ultracompacte koolstofnitriden. Experts zijn van mening dat dit materiaal zou kunnen dienen als het ultieme technische materiaal en concurrerende diamant in verschillende toepassingen.
Onderzoek naar deeltjesversnellers
Om de atomaire rangschikking van de verbindingen onder extreme omstandigheden te bepalen, werden de monsters belicht met intense röntgenstraling bij drie deeltjesversnellers, waaronder de Duitse Electron Synchrotron. Interessant genoeg behielden alle drie de geteste verbindingen hun diamantachtige eigenschappen wanneer ze werden teruggebracht naar natuurlijke omgevingsomstandigheden.
De onderzoekers hopen dat hun nieuwe materiaal nu een breed scala aan toepassingen kan veroveren. Potentiële toepassingen varieerden van beschermende coatings voor voertuigen en ruimtevaartuigen tot zware snijgereedschappen, zonnepanelen en fotodetectoren.
Ik vind hem leuk:
ik vind hem leuk Bezig met laden…
Soortgelijke berichten