Загадка півстоліття карбонової проміжної структури вирішена: М-карбон

Фізиканти з Яльського університету (США) вперше підтвердили теоретично прогнозовану структуру холодно-пресового вуглецю ( модифікацію вуглецевого порівняння в твердості до діаманту) шляхом проведення експериментів з компресним графітом при високій температурі та кімнатної температури.

Дослідники вважають, що їх досягнення дозволить в майбутньому отримувати надтверду речовину, яка може витримати великий тиск і може служити альтернативою алмазним матеріалам, що використовуються сьогодні в галузі електроніки і промисловості. Звіт опубліковано у відкритому веб-журналі Наукові звіти.

При нормальних умовах чистий вуглецю існує у вигляді різних модифікацій з абсолютно різними фізичними властивостями, які визначаються їх структурою. Наприклад, графіт є м'якою, провідною речовиною, а діамант є діелектричним і одним з найважчих матеріалів, відомих людині. І десь між цими загальними природними модифікаціями є структура так званої М-карбони, яка теоретично прогнозувалася в 2006 році, існування якої було підтверджено науковцями Ял.

М-карбон отримав з звичайного графіту при кімнатній температурі при тиску 200 000 атмосфери. На шляху запропоновано кілька альтернативних структур для теоретично існуючої «інтермедіате» структури діаманта, одна з яких M-carbon. Його існування було підтверджено на практиці, і всі інші тепер можуть вважатися помилковими.

Для того, щоб бути справедливими, перші зміни графіту при високій температурі тиску та кімнатної температури були побачені 50 років тому, але тільки зараз має кристалічну структуру повністю підтверджено експериментально, використовуючи рентгенівську дифракцію, комбіновану скатертуючу спектроскопію та різні оптичні техніки. На додаток до унікальних механічних властивостей М-карбону було встановлено, що перетворення графіту в М-карбон проходить надзвичайно повільно, що вимагає дуже довгого часу для досягнення бажаного рівноваги, що, здається, є важливою причиною того, чому ця фаза не була отримана в половині століття тому.

Вчені кажуть, що проміжна структура набагато нижче в симетрії, ніж діамант, але це дуже важко. Дослідження показали, що M-carbon є надзвичайно неприпустимою речовиною, яка може подряпини алмаз.