Đã tìm thấy carbon-M cứng hơn cả kim cương

Một đội gồm những nhà vật lí khoáng vật học tại trường Đại học Yale ở Mĩ lần đầu tiên vừa xác nhận qua những thí nghiệm áp suất cao cấu trúc của graphite nén lạnh, một dạng carbon có thể sánh về độ cứng với người họ hàng của nó, kim cương, nhưng chỉ cần áp suất để tổng hợp. Các nhà nghiên cứu tin rằng các kết quả của họ có thể mở ra hướng đi mới cho một chất liệu siêu cứng có thể trụ vững trước lực tác dụng lớn và có thể sử dụng –...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đã tìm thấy carbon-M cứng hơn cả kim cương Đã tìm thấy carbon-M cứng hơn cả kim cươngMột đội gồm những nhà vật lí khoáng vật học tại trường Đại học Yaleở Mĩ lần đầu tiên vừa xác nhận qua những thí nghiệm áp suất cao cấutrúc của graphite nén lạnh, một dạng carbon có thể sánh về độ cứng vớingười họ hàng của nó, kim cương, nhưng chỉ cần áp suất để tổng hợp.Các nhà nghiên cứu tin rằng các kết quả của họ có thể mở ra hướng đimới cho một chất liệu siêu cứng có thể trụ vững trước lực tác dụng lớnvà có thể sử dụng – giống như các chất liệu gốc kim cương ngày nay –trong nhiều ứng dụng điện tử và công nghiệp. Nghiên cứu công bố trêntạp chí Nature.Dưới điều kiện bình thường, carbon tinh khiết biểu hiện những tínhchất vật lí rất khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc của nó. Ví dụ, graphitethì mềm, nhưng kim cương là một trong những chất liệu cứng nhấtđược biết. Graphite dẫn điện, còn kim cương là chất cách điện. Phần bóng mờ cho thấy sự phá hỏng nghiêm trọng từ carbon-M.Lưng chừng ở giữa là dạng carbon mới được đội Yale xác nhận, đặt tênlà carbon-M và đã được dự đoán bởi các phương pháp lí thuyết từ hồinăm 2006. Carbon-M được tạo ra khi graphite bị nén đến áp suất xấp xỉ200.000 lần áp suất không khí trong phòng, ở nhiệt độ phòng.Mặc dù người ta đã quan sát thấy lần đầu tiên các biến thiên ở graphitedưới điều kiện áp suất cao và nhiệt độ phòng từ hồi 50 năm trước,nhưng chỉ lúc này thì cấu trúc tinh thể đó mới được xác nhận bởi thínghiệm, sử dụng sự nhiễu xạ tia X thời gian dài, quang phổ học Ramanvà các kĩ thuật quang để xác nhận những tiên đoán này.“Bên cạnh những tính chất cơ học độc đáo phát hiện thấy ở carbon-M,chúng tôi còn tìm thấy sự chuyển tiếp của graphite sang carbon-M làcực kì chậm và đòi hỏi thời gian dài để đạt tới sự cân bằng, đó có thể làmột lí do nữa lí giải vì sao bài toán này vẫn chưa được giải trong nửathế kỉ qua,” phát biểu của Yuejian Wang, tác giả đứng tên đầu của bàibáo mới công bố.Các nhà nghiên cứu cho biết cấu trúc trung gian này có đối xứng thấphơn nhiều so với kim cương, nhưng nó cứng. Thật vậy, “nghiên cứucủa chúng tôi cho thấy carbon-M cực kì khó nén và cứng, kình địch vớicác tính chất cực độ của kim cương đến mức nó làm hỏng cả kimcương,” phát biểu của nhà nghiên cứu Kanani K.M. Lee tại Yale.Lee cho biết thêm, “Trong vài năm trở lại đây, nhiều tính toán lí thuyếtđề xuất rằng ít nhất có một tá cấu trúc tinh thể khác nhau cho dạng phamới này, nhưng các thí nghiệm của chúng tôi cho thấy chỉ có một cấutrúc tinh thể khớp với dữ liệu: carbon-M.”